BR112018011253B1 - Molding machine and method for molding a part - Google Patents
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Abstract
MÁQUINA DE MOLDAGEM, E, MÉTODO PARA MOLDAR UMA PEÇA. A presente descrição provê uma máquina de moldagem e um método para moldar uma peça. A máquina de moldagem compreende uma primeira metade de molde e dois ou mais extrusoras associados com a primeira metade do molde, cada extrusora das duas ou mais extrusoras incluindo um cilindro, um parafuso de extrusão dentro do cilindro e um bocal em engate vedado com a primeira metade do molde, em que cada extrusora das duas ou mais extrusoras é controlado independentemente para girar o parafuso de extrusão em uma primeira direção para causar fluxo de material e para girar o parafuso de extrusão em uma segunda direção oposta à primeira direção para cessar fluxo de material uma vez que a pressão alvejada é atingida para o respectivo extrusor.MOLDING MACHINE, AND, METHOD FOR MOLDING A PART. The present description provides a molding machine and a method for molding a part. The molding machine comprises a first mold half and two or more extruders associated with the first mold half, each extruder of the two or more extruders including a barrel, an extrusion screw within the barrel and a nozzle in sealed engagement with the first. half of the mold, wherein each extruder of the two or more extruders is independently controlled to rotate the extrusion screw in a first direction to cause material flow and to rotate the extrusion screw in a second direction opposite to the first direction to stop flow of material. material once the targeted pressure is reached for the respective extruder.
Description
[001] Este pedido de patente reivindica prioridade do Pedido de Patente U.S. número 15/177.302, intitulado “Máquina de moldagem e método de moldagem de uma peça”, depositado em 8 de junho de 2016 que é uma continuação-em-parte do Pedido de Patente U.S. número 14/959.921, intitulado “Sistema de moldagem por injeção e método de fabricação de um componente”, depositado em 4 de dezembro de 2015, é uma continuação-em-parte do Pedido de Patente Internacional número PCT/US2015/064045, intitulado “Sistema de moldagem por injeção e método de fabricação de um componente”, depositado em 4 de dezembro de 2015, é uma continuação-em-parte do Pedido de Patente U.S. número 14/960.115, intitulado “Interruptor de bocal para sistema de moldagem por injeção”, depositado em 4 de dezembro de 2015, é uma continuação-em-parte do Pedido de Patente Internacional, número PCT/US2015/064110, intitulado “Interruptor de bocal para sistema de moldagem por injeção”, depositado em 4 de dezembro de 2015, é uma continuação-em-parte do Pedido de patente U.S. número 14/960.101, intitulado “Sistema de controle para moldagem por injeção”, depositado em 4 de dezembro de 2015, e é uma continuação-em-parte do Pedido de Patente Internacional, número PCT/US2015/064073, intitulado “Sistema de controle para moldagem por injeção”, depositado em 4 de dezembro de 2015, cada um dos quais reivindica o benefício nos termos de 35 U.S.C. 119(e) do Pedido de Patente Provisional U.S. número 62/087.414, intitulado “Moldagem por injeção do tipo extrusar-preencher e parafuso de extrusão,” depositado em 4 de dezembro de 2014, Pedido de Patente Provisional U.S. número 62/087.449, intitulado “Interruptor de bocal para sistema de moldagem Extrusar-Preencher,” depositado em 4 de dezembro de 2014, e Pedido de Patente Provisional U.S. número 62/087.480, intitulado “Sistema de controle para moldagem por injeção do tipo extrusar-preencher,” depositado em 4 de dezembro de 2014, cujos pedidos estão aqui incorporados como referência em sua totalidade.[001] This patent application claims priority from the U.S. Patent Application. No. 15/177,302 entitled “Molding Machine and One-Piece Molding Method,” filed June 8, 2016 which is a continuation-in-part of the U.S. Patent Application. number 14/959,921 entitled “Injection molding system and method of manufacturing a component”, filed December 4, 2015, is a continuation-in-part of International Patent Application number PCT/US2015/064045 entitled “ Injection Molding System and One-Component Fabrication Method”, filed December 4, 2015, is a continuation-in-part of the U.S. Patent Application. number 14/960,115 entitled “Nozzle Switch for Injection Molding System”, filed December 4, 2015, is a continuation-in-part of International Patent Application, number PCT/US2015/064110, entitled “Nozzle Switch nozzle for injection molding system”, filed December 4, 2015, is a continuation-in-part of the U.S. Patent Application. number 14/960,101 entitled “Control System for Injection Molding”, filed December 4, 2015, and is a continuation-in-part of International Patent Application, number PCT/US2015/064073, entitled “Control System for injection molding”, filed December 4, 2015, each of which claims benefit under 35 U.S.C. 119(e) of the U.S. Provisional Patent Application No. 62/087,414 entitled “Extrude-fill and extrude screw injection molding,” filed December 4, 2014, U.S. Provisional Patent Application. No. 62/087,449, titled “Nozzle Switch for Extrude-Fill Molding System,” filed December 4, 2014, and U.S. Provisional Patent Application. No. 62/087,480, entitled “Extrude-fill Injection Molding Control System,” filed December 4, 2014, the applications for which are incorporated herein by reference in their entirety.
[002] A presente descrição é direcionada, genericamente, a máquinas de moldagem. Mais especificamente, a presente descrição é direcionada a uma máquina de moldagem e método para moldar uma peça.[002] The present description is directed, generally, to molding machines. More specifically, the present description is directed to a molding machine and method for molding a part.
[003] Um sistema de moldagem por injeção tradicional funde um material, tal como um plástico, primordialmente por calor de cisalhamento que é gerado dinamicamente por rotação de um parafuso de extrusão. O calor de cisalhamento gerado dinamicamente no sistema de moldagem por injeção tradicional é dependente do uso de resinas plásticas derivadas de petróleo de um alto nível de pureza e consistência. A FIG. 1 é um diagrama esquemático para um sistema de moldagem por injeção tradicional 100. Uma zona de injeção 112 está localizada à frente de um parafuso de extrusão 102 para reter um material fundido antes da injeção. Um anel de verificação 104, ou uma válvula de retenção, é usado para permitir um fluxo do fundido avante durante um estágio de extrusão de recuperação que reside entre as injeções, e impedir que o material fundido escoe de volta para o parafuso de extrusão 102. O contrafluxo pode ocorrer quando uma pressão de injeção é aplicada ao fundido. O material pode ser fundido usando principalmente calor de cisalhamento. Por exemplo, o estado fundido pode ser criado por aprox. 75% de calor de cisalhamento e aprox. 25% de calor de condução gerado a partir de aquecedores de cinta 114.[003] A traditional injection molding system melts a material, such as a plastic, primarily by shear heat that is dynamically generated by rotation of an extrusion screw. The dynamically generated shear heat in the traditional injection molding system is dependent on the use of petroleum-derived plastic resins of a high level of purity and consistency. FIG. 1 is a schematic diagram for a traditional
[004] O parafuso de extrusão tradicional 102 é concebido com um passo grande 132 para promover geração de calor de cisalhamento e misturar plástico quente e frio. Como mostrado na FIG. 1, um diâmetro da raiz 134 do parafuso 102 é mais estreito próximo a uma tremonha 106 que é alimentada de material cru através de uma entrada de um cilindro 110. Ao longo do comprimento do parafuso de extrusão em direção ao bocal 108, o diâmetro da raiz aumenta para criar uma zona de compressão a fim de promover a geração de calor de cisalhamento. Uma altura de filete 136 do parafuso 102 diminui em direção ao bocal 108, o que reduz o espaço entre o parafuso 102 e o cilindro 110.[004]
[005] Durante um estágio de extrusão de recuperação, o material fundido é transportado ao longo do comprimento do parafuso 102 para a zona de injeção 112 presente no cilindro 110 girando o parafuso de extrusão usando um motor 150. A zona de injeção 112 situa-se entre um bocal 108 e o anel de verificação 104 na extremidade do parafuso de extrusão 102. O material fundido é confinado na zona de injeção pela massa bruta fria, que sela o bocal 108 após o ciclo de injeção e impede que o plástico escoe para dentro de um molde 140 através de uma porta 146 e canais de alimentação 142 durante o estágio de extrusão de recuperação.[005] During a recovery extrusion stage, the molten material is transported along the length of the
[006] Durante um ciclo de injeção, o parafuso 102 é conduzido avante sem rotação sob uma pressão de injeção muito alta pelo cilindro 138. O parafuso 102 e o anel de verificação 104 podem funcionar em conjunto como um pistão para injetar o material fundido no molde. O estágio de extrusão de recuperação pode levar apenas de 10-25% do tempo de moldagem completo, de tal modo que o calor de cisalhamento também pode ser perdido quando o parafuso de extrusão não gira, exceto durante o estágio de extrusão de recuperação.[006] During an injection cycle,
[007] O sistema de moldagem por injeção tradicional 100 baseia-se na formação de uma massa bruta fria no bocal 108 entre cada injeção. A massa bruta fria de plástico provoca uma das maiores ineficiências para o sistema de moldagem por injeção tradicional 100. A massa bruta fria requer uma pressão muita alta para ser desalojada do bocal 108 e permitir que um material fundido escoe para dentro de uma cavidade de molde. É necessária uma alta pressão de injeção para impulsionar o material fundido para dentro da cavidade de molde através dos canais de alimentação 142. É comum ser necessário uma pressão de injeção entre 137,90 a 206,84 MPa (20,000 e 30,000 psi) a fim de obter uma pressão de 3,45 a 10,34 MPa (500 psi a 1,500 psi) na cavidade de molde. Devido à alta pressão de injeção, o sistema de moldagem por injeção tradicional 100 requer que a parede do cilindro seja espessa 110, o que reduz a condução de calor para o material a partir dos aquecedores de cinta 114 que circundam o cilindro 110.[007] The traditional
[008] O sistema de moldagem por injeção tradicional 100 pode usar ou um sistema hidráulico ou um motor elétrico 128 para energizar um sistema de preensão 120, o qual pode incluir pratos de prensa estacionários 122A-B, um porta-molde móvel 124 e hastes de ligação 126. Um cilindro de preensão 130 aplica pressão suficiente para reter o molde fechado durante injeção. O sistema de moldagem por injeção tradicional requer fontes de energia grandes e onerosas para o sistema de injeção 118 e para o sistema de preensão 120. Estas fontes de energia precisam ser apoiadas por uma estrutura de máquina massiva, o que aumenta os custos de infraestrutura de instalação, incluindo alimentação elétrica, bases ou pisos de concreto espessos e sistemas HVAC sobredimensionadas que são dispendiosos de adquirir, operar e manter.[008] The traditional
[009] O calor de cisalhamento gerado pelo sistema de moldagem por injeção tradicional limita sua capacidade de moldar certos materiais, tais como plásticos de base biológica. Os plásticos de base biológica são degradados pelas pressões aplicadas ao sistema de moldagem por injeção tradicional, reagindo adversamente à pressão que a máquina gera para criar calor de cisalhamento no processo de moldagem por injeção de plásticos derivados de petróleo. Um sistema de moldagem por injeção desenvolvido recentemente descrito na Patente U.S. número 8.163.208, intitulado “Método de moldagem por injeção e Aparelho” de R. Fitzpatrick, usa condução de calor estática para fundir o plástico, em vez de calor de cisalhamento. O sistema descrito pode moldar plásticos de base biológica em peças pequenas. Especificamente, o sistema descrito inclui um pistão que é posicionado dentro de um parafuso tubular e corre através do centro do parafuso circular. Em geral, mover todo o parafuso para frente durante o ciclo de injeção requereria um cilindro de injeção de grandes dimensões. No sistema descrito, todo o parafuso de um diâmetro maior não se move. Apenas o pistão é avançado, o que requer um cilindro de injeção muito menor para aplicar a força sobre o pistão. O sistema descrito recupera e transporta o material fundido à frente do pistão entre cada tiro ou ciclo de injeção, e injeta o material fundido dentro de um molde a partir do pistão. O tamanho da peça é determinado pela área do pistão multiplicada pelo comprimento do curso de pistão que define o volume durante a injeção, mas que o tamanho da peça é limitado pelo pequeno volume de deslocamento do pistão, normalmente aprox. 3-5 gramas de plástico, que é um tamanho de tiro pequeno. É desejável moldar as peças com tamanhos de tiro não limitados.[009] The shear heat generated by the traditional injection molding system limits its ability to mold certain materials such as bio-based plastics. Bio-based plastics are degraded by the pressures applied to the traditional injection molding system, reacting adversely to the pressure the machine generates to create shear heat in the petroleum-based plastics injection molding process. A newly developed injection molding system described in U.S. Patent. number 8,163,208, entitled “Injection Molding Method and Apparatus” by R. Fitzpatrick, uses static heat conduction to melt the plastic instead of shear heat. The system described can mold bio-based plastics into small parts. Specifically, the system described includes a piston that is positioned within a tubular screw and runs through the center of the circular screw. In general, moving the entire screw forward during the injection cycle would require a large injection cylinder. In the described system, the entire screw of a larger diameter does not move. Only the piston is advanced, which requires a much smaller injection cylinder to apply force to the piston. The described system retrieves and transports the molten material in front of the piston between each shot or injection cycle, and injects the molten material into a mold from the piston. The part size is determined by the piston area multiplied by the piston stroke length which defines the volume during injection, but that part size is limited by the small piston displacement volume, normally approx. 3-5 grams of plastic, which is a small shot size. It is desirable to mold parts with unlimited shot sizes.
[0010] Igualmente, o sistema de moldagem por injeção tradicional 100 requer uma operação de purgação manual pelos operadores experimentados em arranque. Por exemplo, um operador primeiro pode ligar os aquecedores de cilindros 114 e esperar até que o parafuso 102 embutido no plástico ou na resina seja afrouxado para permitir que o motor do parafuso 150 seja ligado. Um processo de purgação é requerido para geração de calor de cisalhamento inicial. O processo de purgação começa quando o operador gira o parafuso 102 para mover a resina para frente, e o parafuso 102 é conduzido para trás para sua posição de injeção. Depois, o operador ativa a força de injeção para conduzir o parafuso 102 para frente, permitindo que a resina saia do bocal 108 para a base da máquina. O processo de ciclo é repetido para gerar calor de cisalhamento inicial até que a resina saia do bocal 108, o que sugere que o material pode ser quente o suficiente de modo que o operador possa iniciar a moldagem. A operação manual é altamente subjetiva e requer operadores qualificados para iniciar as máquinas e ajustar os processos de moldagem. As operações de moldagem subsequentes precisam ser consistentes e sem interrupções para satisfazer às exigências de geração de calor de cisalhamento.[0010] Likewise, the traditional
[0011] Os documentos que podem ser relacionados à presente descrição, pois incluem vários sistemas de moldagem por injeção, são a Patente U.S. número 7.906.048, a Patente U.S. número 7.172.333, a Patente U.S. número 2.734.226, a Patente U.S. número 4.154.536, a Patente U.S. número 6.059.556 e a Patente U.S. número 7.291.297. Estas proposições, no entanto, podem ser aperfeiçoadas.[0011] Documents that can be related to the present description, as they include various injection molding systems, are the U.S. Patent. No. 7,906,048, U.S. Patent No. 7,172,333, U.S. Patent No. 2,734,226, U.S. Patent No. 4,154,536, U.S. Patent number 6,059,556 and U.S. Patent number 7,291,297. These propositions, however, can be improved.
[0012] A presente descrição provê genericamente uma máquina de moldagem, a qual pode ser designada neste documento como uma máquina de moldagem do tipo extrusar-preencher (ETF), e um método de moldagem de uma peça. Em algumas modalidades, a máquina de moldagem pode incluir sistemas de moldagem múltiplos (por exemplo, extrusoras) para bombeamento de material fundido em uma ou mais cavidades de molde. Os sistemas de moldagem múltiplos podem bombear o mesmo material ou diferentes materiais em uma ou mais cavidades de molde. Os sistemas de moldagem múltiplos podem ser controlados individualmente e/ou coletivamente. Em algumas modalidades, um método de moldagem de uma peça pode incluir bombear material em uma ou mais cavidades de molde através de sistemas de moldagem múltiplos, cessando o bombeamento do material em uma ou mais cavidades de molde quando são atingidas uma ou mais pressões associadas com os sistemas de moldagem múltiplos, e liberando uma peça moldada da dita uma ou mais cavidades de molde após as ditas uma ou mais pressões serem atingidas.[0012] The present description generally provides a molding machine, which may be referred to herein as an extrude-fill (ETF) molding machine, and a one-piece molding method. In some embodiments, the molding machine may include multiple molding systems (e.g., extruders) for pumping molten material into one or more mold cavities. Multiple molding systems can pump the same or different materials into one or more mold cavities. Multiple molding systems can be controlled individually and/or collectively. In some embodiments, a method of molding a part may include pumping material into one or more mold cavities through multiple molding systems, ceasing to pump material into one or more mold cavities when one or more pressures associated with the multiple molding systems, and releasing a molded part from said one or more mold cavities after said one or more pressures are reached.
[0013] Em algumas modalidades, uma máquina de moldagem pode incluir uma primeira metade de molde e duas ou mais extrusoras associadas à primeira metade do molde. Cada extrusora das duas ou mais extrusoras pode incluir um cilindro, um parafuso de extrusão dentro do cilindro, e um bocal em engate vedado com a primeira metade de molde. Cada extrusora das duas ou mais extrusoras pode ser controlada independentemente para cessar o fluxo de material uma vez que uma pressão alvo é atingida para a respectiva extrusora. A primeira metade de molde pode definir uma única cavidade de molde, e cada extrusora das duas ou mais extrusoras pode estar em comunicação fluídica com a única cavidade de molde. A primeira metade de molde define duas ou mais cavidades de molde, e cada extrusora das duas ou mais extrusoras pode estar em comunicação fluídica com uma cavidade de molde diferente das duas ou mais cavidades de molde. A máquina de moldagem pode incluir uma única tremonha acoplada operativamente às duas ou mais extrusoras para alimentar com as duas ou mais extrusoras. A máquina de moldagem pode incluir um coletor acoplado operativamente à única tremonha e às duas ou mais extrusoras para desviar material para as extrusoras respectivas das duas ou mais extrusoras. As duas ou mais extrusoras podem estar arranjadas em uma matriz. As duas ou mais extrusoras podem ser orientadas substancialmente paralelas uma à outra, e pelo menos duas das duas ou mais extrusoras podem estar posicionadas uma acima da outra ao longo de uma dimensão vertical da primeira metade de molde. A máquina de moldagem pode incluir um controlador que monitora a pressão para cada extrusora das duas ou mais extrusoras e está configurado para liberar uma força de preensão aplicada à primeira metade do molde para liberar uma peça moldada no mesmo uma vez que cada extrusora das duas ou mais extrusoras atinge sua pressão alvo. A pressão alvo para cada extrusora das duas ou mais extrusoras pode ser baseada na área da primeira metade de molde na qual a extrusora respectiva está extrusando material. As duas ou mais extrusoras podem incluir quatro ou mais extrusoras distanciadas uma da outra. As duas ou mais extrusoras podem ser idênticas ou diferentes uma da outra. As duas ou mais extrusoras podem ser operáveis para extrusar o mesmo material ou materiais diferentes para a primeira metade de molde.[0013] In some embodiments, a molding machine may include a first mold half and two or more extruders associated with the first mold half. Each extruder of the two or more extruders may include a barrel, an extrusion screw within the barrel, and a nozzle in sealed engagement with the first mold half. Each extruder of the two or more extruders can be independently controlled to stop the flow of material once a target pressure is reached for the respective extruder. The first mold half may define a single mold cavity, and each extruder of the two or more extruders may be in fluid communication with the single mold cavity. The first mold half defines two or more mold cavities, and each extruder of the two or more extruders may be in fluid communication with a different mold cavity of the two or more mold cavities. The molding machine may include a single hopper operatively coupled to the two or more extruders for feeding the two or more extruders. The molding machine may include a manifold operatively coupled to the single hopper and the two or more extruders to divert material to the respective extruders of the two or more extruders. The two or more extruders can be arranged in a die. The two or more extruders may be oriented substantially parallel to each other, and at least two of the two or more extruders may be positioned one above the other along a vertical dimension of the first mold half. The molding machine may include a controller that monitors the pressure for each extruder of the two or more extruders and is configured to release a gripping force applied to the first half of the mold to release a molded part therein as each extruder of the two or more more extruders reach their target pressure. The target pressure for each extruder of the two or more extruders may be based on the area of the first mold half into which the respective extruder is extruding material. The two or more extruders may include four or more extruders spaced apart. The two or more extruders can be identical or different from each other. The two or more extruders may be operable to extrude the same or different materials into the first mold half.
[0014] Em algumas modalidades, uma máquina de moldagem inclui uma primeira metade do molde, uma primeira extrusora associada com a primeira metade de molde e uma segunda extrusora associada com a primeira metade de molde. A primeira extrusora pode incluir um primeiro cilindro, um primeiro parafuso de extrusão dentro do segundo cilindro e um segundo bocal em engate vedado com a primeira metade do molde. A segunda extrusora pode incluir um segundo cilindro, um segundo parafuso de extrusão dentro do segundo cilindro e um segundo bocal em engate selado com a primeira metade de molde. As primeira e segunda extrusoras podem ser controladas independentemente para cessar fluxo de material através das primeira e segunda extrusoras uma vez que as primeira e segunda pressões são atingidas para as primeira e segunda extrusoras, respectivamente. A primeira metade de molde pode definir uma única cavidade de molde, e as primeira e segunda extrusoras pode estar em comunicação fluídica com a única cavidade de molde. A primeira metade de molde pode definir uma primeira cavidade de molde e uma segunda cavidade de molde, a primeira extrusora pode estar em comunicação fluídica com a primeira cavidade de molde, e a segunda extrusora pode estar em comunicação fluídica com a segunda cavidade de molde. A máquina de moldagem pode incluir uma única tremonha acoplada operativamente às primeira e segunda extrusoras para fornecer material às primeira e segunda extrusoras. A máquina de moldagem pode incluir um coletor acoplado operativamente à única tremonha, à primeira extrusora e à segunda extrusora para desviar material às primeira e segunda extrusoras. As primeira e segunda extrusoras podem ser orientadas substancialmente paralelas uma à outra e substancialmente perpendicular à primeira metade de molde. A máquina de moldagem pode incluir uma terceira extrusora e uma quarta extrusora. As primeira, segunda, terceira e quarta extrusoras podem ser arranjadas em uma matriz. As primeira, segunda, terceira e quarta extrusoras podem estar distanciadas uniformemente uma da outra. A máquina de moldagem pode incluir um controlador que monitora a pressão das primeira e segunda extrusoras e configurado para liberar uma força de preensão aplicada à primeira metade de molde para liberar uma peça moldada nela uma vez que as primeira e segunda pressões são atingidas. As primeira e segunda extrusoras podem ser idênticas ou diferentes uma da outra. As primeira e segunda extrusoras podem ser operáveis para extrusar o mesmo material ou materiais diferentes para a primeira metade de molde. Em algumas modalidades, um método de moldagem de uma peça inclui extrusar um primeiro material através de um primeiro bocal de uma primeira extrusora em engate vedado com uma primeira metade do molde, extrusar um segundo material através um segundo bocal de uma segunda extrusora em engate vedado com a primeira metade de molde, cessar a extrusão do primeiro material através do primeiro bocal quando uma primeira pressão associada com a primeira extrusora é atingida, cessar a extrusão do segundo material através do segundo bocal quando uma segunda pressão associada com a segunda extrusora é atingida e liberar uma peça moldada da primeira metade de molde após ambas as primeira e segunda pressões serem atingidas. A extrusão do primeiro material e a extrusão do segundo material pode incluir extrusar os primeiro e segundo materiais para a mesma cavidade definida pela primeira metade de molde. A extrusão do primeiro material e a extrusão do segundo material pode incluir extrusar os primeiro e segundo materiais para diferentes cavidades definidas pela primeira metade de molde. A primeira pressão é diferente da segunda pressão. A primeira extrusora pode ser idêntica ou diferente da segunda extrusora.[0014] In some embodiments, a molding machine includes a first mold half, a first extruder associated with the first mold half, and a second extruder associated with the first mold half. The first extruder may include a first barrel, a first extrusion screw within the second barrel, and a second nozzle in sealed engagement with the first mold half. The second extruder may include a second barrel, a second extrusion screw within the second barrel, and a second nozzle in sealed engagement with the first mold half. The first and second extruders can be independently controlled to cease material flow through the first and second extruders once the first and second pressures are reached for the first and second extruders, respectively. The first mold half may define a single mold cavity, and the first and second extruders may be in fluid communication with the single mold cavity. The first mold half can define a first mold cavity and a second mold cavity, the first extruder can be in fluid communication with the first mold cavity, and the second extruder can be in fluid communication with the second mold cavity. The molding machine may include a single hopper operatively coupled to the first and second extruders to supply material to the first and second extruders. The molding machine may include a manifold operatively coupled to the single hopper, the first extruders and the second extruders to divert material to the first and second extruders. The first and second extruders may be oriented substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the first mold half. The molding machine may include a third extruder and a fourth extruder. The first, second, third and fourth extruders can be arranged in a die. The first, second, third and fourth extruders can be spaced evenly apart. The molding machine may include a controller that monitors the pressure of the first and second extruders and configured to release a gripping force applied to the first mold half to release a part molded therein once the first and second pressures are reached. The first and second extruders can be identical or different from each other. The first and second extruders may be operable to extrude the same or different materials into the first mold half. In some embodiments, a method of molding a part includes extruding a first material through a first nozzle of a first extruder in sealed engagement with a first mold half, extruding a second material through a second nozzle of a second extruder in sealed engagement with the first mold half, ceasing the extrusion of the first material through the first nozzle when a first pressure associated with the first extruder is reached, ceasing the extrusion of the second material through the second nozzle when a second pressure associated with the second extruder is reached and releasing a molded part from the first mold half after both the first and second pressures are achieved. The extrusion of the first material and the extrusion of the second material may include extruding the first and second materials into the same cavity defined by the first mold half. The extrusion of the first material and the extrusion of the second material may include extruding the first and second materials into different cavities defined by the first mold half. The first press is different from the second press. The first extruder may be identical or different from the second extruder.
[0015] Modalidades e recursos adicionais estão expressos em parte na descrição a seguir e se tornarão aparentes para aqueles que são versados na técnica após exame do relatório, ou podem ser aprendidos pela prática da matéria descrita. Um entendimento mais amplo da natureza e vantagens da presente invenção podem ser entendidas fazendo-se referência às porções restantes do relatório e dos desenhos, que faz parte desta descrição.[0015] Additional modalities and features are expressed in part in the following description and will become apparent to those skilled in the art upon examination of the report, or may be learned by practice of the subject matter described. A fuller understanding of the nature and advantages of the present invention may be understood by referring to the remaining portions of the report and drawings, which form part of this description.
[0016] A presente descrição é provida para auxiliar o entendimento, e uma pessoa versada na técnica compreenderá que cada um dos vários aspectos e recursos da descrição pode ser usado vantajosamente em alguns casos, ou em combinação com outros aspectos e recursos da descrição em outros casos. Portanto, embora a descrição esteja apresentada como modalidades, é importante reconhecer que aspectos individuais de qualquer modalidade podem ser reivindicados separadamente ou em combinação com aspectos e recursos dessa modalidade ou de qualquer outra modalidade.[0016] The present description is provided to aid understanding, and a person skilled in the art will understand that each of the various aspects and features of the description may be used to advantage in some cases, or in combination with other aspects and features of the description in others. cases. Therefore, while the description is presented as modalities, it is important to recognize that individual aspects of any modality may be claimed separately or in combination with aspects and features of that modality or any other modality.
[0017] A descrição será mais plenamente compreendida fazendo-se referência às figuras e aos gráficos de dados, os quais estão apresentados como várias modalidades da descrição e devem ser interpretados como um recital completo do escopo da descrição, em que: a FIG. 1 é um diagrama esquemático de um sistema de moldagem por injeção tradicional.[0017] The description will be more fully understood by referring to the figures and data graphs, which are presented as various modes of description and should be interpreted as a complete recital of the scope of the description, in which: FIG. 1 is a schematic diagram of a traditional injection molding system.
[0018] a FIG. 2A é um sistema de moldagem com um parafuso de extrusão de acordo com as modalidades da presente descrição.[0018] FIG. 2A is an extrusion screw molding system in accordance with the embodiments of the present description.
[0019] a FIG. 2B é uma vista seccional do sistema de moldagem da FIG. 2A de acordo com as modalidades da presente descrição.[0019] FIG. 2B is a sectional view of the molding system of FIG. 2A in accordance with the embodiments of the present description.
[0020] a FIG. 2C é uma vista em perspectiva do sistema de moldagem da FIG. 2A antes da montagem de acordo com as modalidades da presente descrição.[0020] FIG. 2C is a perspective view of the molding system of FIG. 2A prior to assembly in accordance with the embodiments of the present description.
[0021] a FIG. 3A é uma vista seccional de um sistema de moldagem incluindo aquecimento por indução de acordo com as modalidades da presente descrição.[0021] FIG. 3A is a sectional view of a molding system including induction heating in accordance with the embodiments of the present description.
[0022] a FIG. 3B é uma vista seccional do sistema de moldagem da FIG. 3A incluindo uma camisa isolante termicamente de acordo com as modalidades da presente descrição.[0022] FIG. 3B is a sectional view of the molding system of FIG. 3A including a thermally insulating jacket in accordance with the embodiments of the present description.
[0023] a FIG. 3C é uma vista seccional do sistema de moldagem da FIG. 3B incluindo uma folga de ar isolante entre a camisa e uma estrutura tubular interna do cilindro de acordo com as modalidades da presente descrição.[0023] FIG. 3C is a sectional view of the molding system of FIG. 3B including an insulating air gap between the liner and an internal tubular structure of the cylinder in accordance with the embodiments of the present description.
[0024] a FIG. 4A é um sistema de moldagem com um parafuso escalonado de extrusão de acordo com as modalidades da presente descrição.[0024] FIG. 4A is a stepped screw extrusion molding system in accordance with the embodiments of the present description.
[0025] a FIG. 4B é uma vista seccional do sistema de moldagem da FIG. 4A de acordo com as modalidades da presente descrição.[0025] FIG. 4B is a sectional view of the molding system of FIG. 4A in accordance with the embodiments of the present description.
[0026] a FIG. 5 é uma vista em perspectiva do sistema de moldagem da FIG. 4A antes da montagem de acordo com as modalidades da presente descrição.[0026] FIG. 5 is a perspective view of the molding system of FIG. 4A prior to assembly in accordance with the embodiments of the present description.
[0027] a FIG. 6A ilustra um parafuso de extrusão tendo uma geometria aguda de acordo com as modalidades da presente descrição.[0027] FIG. 6A illustrates an extrusion screw having a sharp geometry in accordance with the embodiments of the present description.
[0028] a FIG. 6B ilustra um parafuso de extrusão tendo uma geometria menos aguda de acordo com as modalidades da presente descrição.[0028] FIG. 6B illustrates an extrusion screw having a less sharp geometry in accordance with the embodiments of the present description.
[0029] a FIG. 7 é um fluxograma ilustrando etapas para moldagem de uma peça de acordo com as modalidades da presente descrição.[0029] FIG. 7 is a flowchart illustrating steps for molding a part in accordance with the embodiments of the present description.
[0030] a FIG. 8A é uma vista em perspectiva de um sistema de moldagem com uma mesa lançadeira em uma primeira posição de acordo com as modalidades da presente descrição.[0030] FIG. 8A is a perspective view of a molding system with a shuttle table in a first position in accordance with the embodiments of the present description.
[0031] a FIG. 8B é uma vista em perspectiva de um sistema de moldagem com uma mesa lançadeira em uma segunda posição de acordo com as modalidades da presente descrição.[0031] FIG. 8B is a perspective view of a molding system with a shuttle table in a second position in accordance with the embodiments of the present description.
[0032] a FIG. 9 é um diagrama simplificado ilustrando uma máquina de moldagem incluindo sistemas de moldagem múltiplos de acordo com as modalidades da presente descrição.[0032] FIG. 9 is a simplified diagram illustrating a molding machine including multiple molding systems in accordance with the embodiments of the present description.
[0033] a FIG. 10 é uma vista em perspectiva de uma máquina de moldagem incluindo sistemas de moldagem múltiplos de acordo com as modalidades da presente descrição.[0033] FIG. 10 is a perspective view of a molding machine including multiple molding systems in accordance with the embodiments of the present description.
[0034] a FIG. 11 é uma vista seccional da máquina de moldagem da FIG. 10 tomada ao longo da linha 11-11 in FIG. 10 e ilustra um caminho de fluxo a partir de uma tremonha aos sistemas de moldagem múltiplos de acordo com as modalidades da presente descrição.[0034] FIG. 11 is a sectional view of the molding machine of FIG. 10 taken along line 11-11 in FIG. 10 and illustrates a flow path from a hopper to multiple molding systems in accordance with the embodiments of the present description.
[0035] a FIG. 12 é uma vista em perspectiva dos sistemas de moldagem múltiplos da FIG. 10 acoplados com uma metade de molde definindo múltiplas cavidades de molde de acordo com as modalidades da presente descrição.[0035] FIG. 12 is a perspective view of the multiple molding systems of FIG. 10 coupled with a mold half defining multiple mold cavities in accordance with the embodiments of the present description.
[0036] a FIG. 13 é uma vista em perspectiva dos sistemas de moldagem múltiplos da FIG. 10 acoplados com uma metade de molde definindo uma cavidade de molde simples de acordo com as modalidades da presente descrição. DESCRIÇÃO DETALHADA[0036] FIG. 13 is a perspective view of the multiple molding systems of FIG. 10 coupled with a mold half defining a single mold cavity in accordance with the embodiments of the present description. DETAILED DESCRIPTION
[0037] A presente descrição pode ser compreendida fazendo-se referência à descrição detalhada a seguir, tomada em conjunto com os desenhos conforme descritos abaixo. Nota-se que, para os fins de clareza ilustrativa, certos elementos em vários desenhos podem não estar desenhados em escala.[0037] The present description may be understood by referring to the following detailed description, taken in conjunction with the drawings as described below. Note that, for purposes of illustrative clarity, certain elements in various drawings may not be drawn to scale.
[0038] A presente descrição provê genericamente uma máquina de moldagem, a qual pode incluir um sistema de moldagem e um sistema de preensão. O sistema de moldagem pode incluir um parafuso de extrusão que extrusa sob demanda para transferir ou bombear material fundido para um molde com um tamanho de tiro não limitado ou variável ou volume de deslocamento, sem requerer um processo de purgação após os períodos de tempo inativo. Nos sistemas de moldagem por injeção tradicionais, o tamanho de tiro é fixo e é o volume de material que pode ser deslocado ou transferido para o molde durante um ciclo de injeção, suficiente para preencher uma única cavidade de molde ou uma pluralidade de cavidades de molde. O tamanho de tiro variável do sistema de moldagem ETF é diferente do tamanho de tiro dos sistemas de moldagem por injeção tradicionais fixos, nos quais o tamanho de tiro é predeterminado pelo diâmetro do parafuso e o comprimento do curso de injeção, que é a distância axial percorrida pelo parafuso tradicional 102 (ver a FIG. 1) durante um ciclo de injeção. O sistema de moldagem por injeção tradicional 100 (ver a FIG. 1) executa um processo sequencial e fixo em que as mudanças de tamanho de tiro requerem mudanças nos ajustes de controle. O sistema de moldagem ETF pode extrusar plástico por um tempo específico, até que seja atingida uma pressão específica da cavidade de molde, até que seja atingida uma contrapressão específica do parafuso, até que seja atingida carga de torque específica do parafuso ou por um número pré-selecionado de rotações do parafuso para moldar as peças com várias dimensões a fim de prover qualquer tamanho de tiro desejado.[0038] The present description generally provides a molding machine, which may include a molding system and a gripping system. The molding system may include an extrusion screw that extrudes on demand to transfer or pump molten material into a mold with an unlimited or variable shot size or displacement volume, without requiring a purge process after periods of downtime. In traditional injection molding systems, the shot size is fixed and is the volume of material that can be displaced or transferred into the mold during an injection cycle, sufficient to fill a single mold cavity or a plurality of mold cavities. . The variable shot size of the ETF molding system is different from the shot size of traditional fixed injection molding systems, in which the shot size is predetermined by the screw diameter and the injection stroke length, which is the axial distance. traversed by the traditional screw 102 (see FIG. 1) during an injection cycle. The traditional injection molding system 100 (see FIG. 1) performs a sequential and fixed process in which shot size changes require changes in control settings. The ETF molding system can extrude plastic for a specific time, until a specific mold cavity pressure is reached, until a specific screw back pressure is reached, until a specific screw torque load is reached, or by a predetermined number. -Selected screw rotations to shape parts with various dimensions to provide any desired shot size.
[0039] O sistema de moldagem ETF pode usar condução de calor para produzir um fundido homogêneo (por exemplo, um material de resina fundida) com geração de calor de cisalhamento substancialmente reduzida. O fundido pode ser aquecido para obter uma viscosidade desejada. Ao atingir a viscosidade desejada em um estado estático, pode ser requerida menor pressão para extrusão para enchimento da cavidade de molde. Igualmente, uma força de preensão menor pode ser requerida para preensão e retenção do molde.[0039] The ETF molding system can use heat conduction to produce a homogeneous melt (eg, a molten resin material) with substantially reduced shear heat generation. The melt can be heated to a desired viscosity. Upon reaching the desired viscosity in a static state, lower extrusion pressure may be required to fill the mold cavity. Likewise, a lower gripping force may be required for gripping and retaining the mold.
[0040] O sistema de moldagem ETF pode incluir um parafuso concebido para funcionar como uma bomba de transferência para extrusão de material fundido sob uma pressão suficientemente alta para preencher uma cavidade de molde. O parafuso pode girar em duas direções opostas. Um dos benefícios da rotação reversa do parafuso é ajudar a agitar e misturar a resina. Quando o parafuso de extrusão gira um uma direção para bombear o material de resina para uma cavidade de molde, um padrão de fluxo e pressão pode ser estabelecido. A reversão da rotação do parafuso pode interromper o padrão de fluxo e interromper a histerese do material de resina, o que pode descomprimir o cilindro entre os tiros de peça moldada e pode permitir um controle mais preciso do sistema de moldagem. O parafuso pode promover condução de calor para o material dentro de um cilindro. Por exemplo, a reversão do parafuso pode misturar o material de resina para aumentar condução de calor a fim de atingir uma viscosidade de fundido mais consistente e garantir um extrusante mais uniforme. O parafuso pode incluir uma fonte de calor interna, tal como um aquecedor colocado dentro do parafuso, para auxiliar na condução de calor para o material dentro do cilindro. O parafuso pode ser formado de um material termicamente condutivo, tal como bronze, para conduzir com eficiência o calor proveniente da fonte de calor interna para o material. Em algumas modalidades, o parafuso pode alternar ao longo da direção axial para abrir ou fechar um bocal e permitir ou impedir, respectivamente, fluxo de material de resina para uma cavidade de molde.[0040] The ETF molding system may include a screw designed to function as a transfer pump for extrusion of molten material under pressure high enough to fill a mold cavity. The screw can rotate in two opposite directions. One of the benefits of reverse screw rotation is to help stir and mix the resin. When the extrusion screw rotates in one direction to pump resin material into a mold cavity, a flow and pressure pattern can be established. Reversing the screw rotation can interrupt the flow pattern and interrupt the hysteresis of the resin material, which can decompress the cylinder between molded part shots and can allow more precise control of the molding system. The screw can conduct heat to the material inside a cylinder. For example, screw reversal can mix the resin material to increase heat conduction to achieve a more consistent melt viscosity and ensure a more uniform extruder. The screw may include an internal heat source, such as a heater placed within the screw, to assist in conducting heat to the material within the cylinder. The screw may be formed of a thermally conductive material, such as bronze, to efficiently conduct heat from the internal heat source into the material. In some embodiments, the screw may alternate along the axial direction to open or close a nozzle and allow or prevent, respectively, flow of resin material into a mold cavity.
[0041] O sistema de moldagem pode extrusar material sem as altas pressões, comumente 137,90 a 206,84 MPa (20,000 e 30,000 psi), encontradas no sistema de moldagem por injeção tradicional 100. O sistema de moldagem por injeção tradicional 100 usa cilindros de paredes espessas e parafusos pesados concebidos para gerar e conter a alta pressão e mover o material dentro do sistema de alta pressão 100. Ao operar a pressões mais baixas, o que pode ser tão baixas como 5-10% acima da pressão em uma cavidade de molde associada, o sistema de moldagem ETF pode ser construído de materiais não tradicionais e configurações que suportem pressões significativamente mais baixas. As exigências de pressão mais baixa do sistema de moldagem podem facilitar o uso de materiais não tradicionais, que podem ser mais macios e mais leves que os materiais tradicionais. Por exemplo, o parafuso no sistema de moldagem pode ser construído com massa significativamente menor devido ao ambiente de pressão mais baixa, e, por conseguinte, pode criar menor redução de calor no centro do sistema quando são utilizadas fontes de calor externas. Os materiais não tradicionais podem melhorar a condutividade térmica ou o isolamento, melhorar coeficiente de atrito de superfície, ou outras propriedades como estas, o que pode melhorar a fundição e o bombeamento de materiais através do sistema de moldagem. Por exemplo, o parafuso e/ou cilindro pode ser confeccionado de materiais termicamente condutivos que não são usados nos sistemas de moldagem por injeção tradicionais devido à falta de resistência, tal como as ligas de bronze, ligas de cobre, e ligas de cobre-níquel.[0041] The molding system can extrude material without the high pressures, commonly 137.90 to 206.84 MPa (20,000 and 30,000 psi), found in the traditional 100 injection molding system. The 100 traditional injection molding system uses thick-walled cylinders and heavy-duty screws designed to generate and contain high pressure and move material within the
[0042] A FIG. 2A ilustra um sistema de moldagem 200 de acordo com as modalidades da presente descrição. A FIG. 2B é uma vista seccional do sistema de moldagem 200 ilustrado na FIG. 2A. A FIG. 2C é uma vista em perspectiva dos componentes do sistema de moldagem 200 ilustrado na FIG. 2A antes da montagem.[0042] FIG. 2A illustrates a
[0043] Referindo-se genericamente às FIGS. 2A-2C, o sistema de moldagem 200 pode incluir um parafuso de extrusão 202 posicionado dentro de um cilindro 210 (ver a FIG. 2B). Uma abertura de bloco de tremonha 216 pode estar associada com a entrada de cilindro 226 para transferência de material, habitualmente na forma de peletes, de um bloco de tremonha 206 para o cilindro 210, e um bocal 208 pode estar associado com uma extremidade do cilindro 210 para transferência de material fundido do cilindro 210 para um molde. Um ou mais aquecedores 214 pode aquecer o material dentro do cilindro 210 para um estado fundido, e o parafuso de extrusão 202 pode girar dentro do cilindro 210 para bombear o material ao longo de um comprimento do cilindro 210 e para o molde. Um motor ou outro sistema de acionamento pode ser usado para girar o parafuso de extrusão 202. Um cilindro pode ser acoplado ao parafuso de extrusão 202 ou ao cilindro 210 para mover ou o parafuso 202 ou o cilindro 210 em uma direção axial em relação ao outro parafuso 202 ou o cilindro 210 a fim de abrir ou fechar o bocal 208.[0043] Referring generally to FIGS. 2A-2C, the
[0044] O sistema de moldagem 200 pode estar associado com um sistema de preensão, que pode incluir um cilindro ou um motor elétrico para energizar o sistema de preensão. O sistema de preensão pode incluir um ou mais pratos de prensa estacionários, um porta-molde móvel, e uma ou mais hastes de ligação. Um cilindro de preensão pode aplicar pressão ao porta-molde móvel para manter um molde fechado durante extrusão de material fundido do bocal 208 do sistema de moldagem 200 para o molde. O sistema de moldagem 200 pode usar primordialmente condução de calor estática, em vez de geração de calor de cisalhamento, para fundir o material dentro do cilindro 210. Ao atingir uma viscosidade desejada usando primordialmente condução de calor estática, pode ser requerida uma pressão menor para extrusão do material para o molde e, assim, uma força de preensão menor pode reter o molde em uma posição fechada. Como tal, o sistema de moldagem 200 e o sistema de preensão, incluindo o cilindro ou o motor elétrico para energizar o sistema de preensão, podem ser menores e requererem menos energia para operar que o sistema de moldagem por injeção tradicional 100, o qual requer em geral grandes fontes de energia e de alto custo tanto para o sistema de injeção 118 como para o sistema de preensão 120 (ver a FIG. 1). A fonte de energia para o sistema de moldagem por injeção tradicional 100 precisa ser apoiada habitualmente por uma estrutura de máquina massiva, o que aumenta os custos de infraestrutura da instalação, incluindo fonte de energia elétrica, bases ou pisos de concreto espessos, e sistemas HVAC sobredimensionados que são dispendiosos de adquirir, operar e manter.[0044] The
[0045] Referindo-se ainda às FIGS. 2A-2C, o cilindro 210 do sistema de moldagem 200 pode incluir o parafuso de extrusão 202. Outros pormenores sobre o parafuso de extrusão estão mostrados na FIG. 2C. Uma folga entre o parafuso de extrusão 202 e o cilindro 210 pode ser dimensionado para evitar a geração de calor de cisalhamento e permitir a rotação do parafuso de extrusão 202 dentro do cilindro 210. O cilindro 210 pode permitir um movimento axial do parafuso de extrusão 202 dentro do cilindro 210.[0045] Referring further to FIGS. 2A-2C,
[0046] O sistema de moldagem 200 pode operar em uma pressão menor que o sistema de moldagem por injeção tradicional 100. A pressão operacional menor pode permitir que o cilindro 210 tenha uma parede fina, o que pode prover melhor condução de calor ao material dentro do cilindro 210 (ver FIGS. 2A-2C) que a parede espessa do cilindro tradicional 110 (ver a FIG. 1). Por exemplo, a espessura de parede do cilindro 210 pode ser de 0,32 a 0,63 cm (0,125 polegadas a 0,250 polegadas) de espessura, comparada a uma espessura de parede do cilindro 110 de 1,90 a 5,08 cm (0,750 polegadas a 2,00 polegadas) do sistema de moldagem por injeção tradicional 100 (ver a FIG. 1). A condução de calor estática, juntamente com um bocal de preensão e uma ponta de parafuso discutidos abaixo, pode reduzir a pressão interna do cilindro comparados ao sistema de moldagem por injeção tradicional 100.[0046] The
[0047] Os materiais para formação do cilindro 210 podem ser selecionados com base na condução de calor mais do que na contenção de pressão, como resultado de baixa extrusão ou pressão de injeção. Por exemplo, o cilindro 210 pode incluir material magnético para aquecimento indutivo ou material altamente condutivo, tal como bronze, cobre, alumínio ou suas ligas. Em algumas modalidades, o cilindro 210 pode ser formado de aço.[0047] Materials for forming
[0048] O bloco de tremonha 206 do sistema de moldagem 200 das FIGS. 2A-2C pode incluir uma abertura 216 acoplada a uma entrada 226 do cilindro 210. O bloco de tremonha 206 pode incluir uma porção oca 217 configurada para deslizar sobre o cilindro 210. O bloco de tremonha 206 e o cilindro 210 podem ser montados de tal modo que um material no bloco de tremonha 206 pode ser extraído ou alimentado no cilindro 210 através da abertura de bloco de tremonha 216 e o cilindro entrada 226. O bloco de tremonha 206 pode incluir um ou mais canais de resfriamento 218 para circulação de fluido de resfriamento, tal como água, compostos à base de água, ou outros compostos de resfriamento, tal como o parafuso de extrusão 202, e o cilindro 210 próximo ao bloco de tremonha 206 pode permanecer frio, por exemplo, em temperatura ambiente.[0048] Hopper block 206 of
[0049] O sistema de moldagem 200 pode aquecer material dentro do cilindro 210 para preparar o material para extrusão para um molde. Por exemplo, como ilustrado nas FIGS. 2A-2C, o sistema de moldagem 200 pode incluir alguns aquecedores externos, tais como os aquecedores de cinta 214A-214C, para aquecimento de material dentro do cilindro 210. Os aquecedores de cinta 214A-214C podem estar localizados dentro do cilindro 210 e podem conduzir calor através o cilindro 210 para o material localizado dentro do cilindro 210. Ao aquecer o cilindro 210, os aquecedores de cinta 214A-214C podem transferir calor suficiente para o material localizado dentro do cilindro 210 a fim de fundir o material para extrusão para um molde. O calor proveniente dos aquecedores de cinta 214A-214C pode ser conduzido através o cilindro 210 e irradiado para um espaço anular definido entre o cilindro 210 e o parafuso 202 no qual o material é recebido. O calor proveniente do espaço anular aquecido pode ser transferido para o parafuso 202, o qual pode, por sua vez, aquecer o material ao longo de uma interface entre o parafuso 202 e o material. O parafuso 202 pode incluir filetes dispostos adjacentes a um diâmetro interno do cilindro 210, e, assim, o calor proveniente do cilindro 210 pode ser conduzido através dos filetes do parafuso 202 para aquecer o material dentro do cilindro 210. A altura dos filetes do parafuso pode definir a profundidade do espaço anular entre o parafuso 202 e o cilindro 210. Como ilustrado nas FIGS. 2A e 2B, os aquecedores de cinta 214A-214C podem englobar o cilindro 210 quando o sistema de moldagem 200 é montado para transferir calor ao material dentro do cilindro 210. Os aquecedores de cinta 214A-214C podem ser aquecedores elétricos.[0049]
[0050] Referindo-se às FIGS. 2A e 2B, os aquecedores de cinta 214A- 214C podem estar espaçados ao longo de um comprimento do cilindro 210. O aquecedor de cinta 214C mais próximo ao bloco de tremonha 206 pode ser colocado a uma distância de um colar de cilindro 220, o qual pode incluir duas porções 220A e 220B em uma extremidade frontal do bloco de tremonha 206. Referindo-se à FIG. 2B, o aquecedor de cinta 214C pode ser colocado a uma distância do bloco de tremonha 206 de tal modo que possa estar presente uma região de transição de temperatura 222 no cilindro 210 entre o bloco de tremonha 206 e uma região aquecida 224 onde os aquecedores 214A-C estão localizados. Na região de transição de temperatura 222, o material pode permanecer relativamente frio e pode atuar como um selo entre o diâmetro externo do parafuso 202 e o diâmetro interno do cilindro 210 para orientar o material fundido na região aquecida 224 para um molde e continuamente transportar o material para escoamento no molde. A região de transição de temperatura 222 pode ser concebida de tal modo que o material na região de transição 222 tenha volume bastante para atuar como um selo para orientar o material fundido na região aquecida 224 para um molde. Por exemplo, a região de transição de temperatura 222 pode incluir um comprimento que possa variar dependendo da aplicação do sistema de moldagem 200, e pode ser determinada caso por caso. Ao manter uma região de transição de temperatura adequada 222 entre o material frio que entra no cilindro 210 proveniente do bloco de tremonha 206 e o material fundido na região aquecida 224, o material frio e o material de transição podem trabalhar com o parafuso misturador 202 para prover uma força de extrusão para bombear o material fundido na região aquecida 224. Quando o material fundido está muito próximo à tremonha 206, a força de extrusão pode ser perdida. A presença de uma quantidade adequada de material frio na região de transição de temperatura ou na zona 222 pode garantir que o material frio deslize ao longo da geometria do parafuso para mover o material fundido ao longo da região aquecida 224 em direção ao molde. Se o material frio não deslizar ao longo do parafuso na zona de transição 222, então o material fundido pode grudar no parafuso 202 na região aquecida 224 e pode girar ao redor dentro do cilindro 210 com o parafuso 202.[0050] Referring to FIGS. 2A and 2B, the
[0051] O sistema de moldagem 200 pode incluir uma fonte de calor interna para aquecimento do material localizado dentro do cilindro 210. Referindo-se à FIG. 2B, um ou mais aquecedores resistivos 225, tais como aquecedores de cartucho, pode ser recebido dentro do parafuso 202. Os aquecedores resistivos 225 podem aquecer internamente o parafuso 202, e o parafuso 202 pode transferir o calor para o material de moldagem localizado entre o parafuso 202 e o cilindro 210. O sistema de moldagem 200 pode incluir múltiplos aquecedores resistivos 225 arranjados axialmente ao longo de um comprimento do parafuso 202, e os aquecedores resistivos 225 podem ser controlados independentemente para prover temperaturas variáveis ao longo do comprimento do parafuso. O sistema de moldagem 200 pode incluir um anel de fricção para liberar energia elétrica aos aquecedores resistivos 225. O anel de fricção pode incluir uma extremidade fixa para conexão de energia, e uma extremidade de rotação que gira com o parafuso 202 para prover conectividade elétrica aos aquecedores resistivos 225 enquanto o parafuso 202 está girando. Um termopar pode ser adicionado para prover retroalimentação de modo a controlar os aquecedores resistivos 225, e o anel de fricção pode prover conexão de fios do termopar para prover leituras do termopar quanto à condução mais eficiente de calor ao material entre o parafuso 202 e o cilindro 210.[0051] The
[0052] Em algumas modalidades, o sistema de moldagem 200 pode aquecer o material de moldagem entre o parafuso 202 e o cilindro 210 através do aquecimento por indução a fim de facilitar um aquecimento rápido do material de moldagem. Na descrição a seguir, os elementos ou componentes semelhantes àqueles na modalidade das FIGS. 2A-2C são designados com os mesmos números de referência aumentados por 100 e, portanto, descrições redundantes estão omitidas. Referindo-se às FIGS. 3A-3C, um sistema de moldagem 300 pode incluir um parafuso magnético 302 e/ou cilindro 310. O parafuso 302 e/ou o cilindro 310 pode ser aquecido por indução eletromagnética provocada por um campo magnético alternado gerado por um aquecedor de indução. O aquecedor de indução pode incluir um eletroímã, tal como uma bobina de aquecimento indutiva 340, e um oscilador eletrônico pode passar uma corrente alternada através do eletroímã para gerar um campo magnético alternado que penetra e aquece o parafuso 302 e/ou cilindro 310 para, desse modo, aquecer o material bruto localizado entre o parafuso 302 e o cilindro 310. Como ilustrado nas FIGS. 3A-3C, a bobina de aquecimento indutiva 340 pode circundar o cilindro 310 para a geração de um campo magnético que aquece o parafuso 302 e/ou o cilindro 310. O parafuso 302 e/ou o cilindro 310 pode ser formado de um material magnético, tal como aço carbono, para interação com o campo magnético, desse modo aquecendo o parafuso 302 e/ou o cilindro 310. Em algumas modalidades, o parafuso 302 e/ou o cilindro 310 pode ser formado pelo menos parcialmente de um material ferromaterial magnético, que pode resulta em pelo menos uma porção do parafuso 302 e/ou o cilindro 310 ser magnética. O aquecimento por indução pode ser usado para facilitar um tempo de resposta mais rápido que os aquecedores elétricos, e o aquecimento por indução pode aquecer instantaneamente ou rapidamente o parafuso 302 e/ou o cilindro 310. Em algumas modalidades, o parafuso 302 e/ou o cilindro 310 pode incluir pelo menos uma porção ou seção magnética para facilitar um tempo de resposta mais rápido. Em algumas modalidades, o cilindro 310 pode ser construído a partir de um material magnético para promover aquecimento indutivo e pode trabalhar em consonância com o parafuso 302, tal como um material magnético colocado dentro do parafuso 302. Uma fonte de calor pode ser o material do parafuso 302, o cilindro 310, e/ou uma cobertura do cilindro 310 atuando com um campo magnético gerado por um eletroímã (tal como uma bobina de aquecimento indutiva 340) para criar o aquecimento por indução.[0052] In some embodiments, the
[0053] Em algumas modalidades o parafuso 302 pode ser formado de um material magnético para interação com o campo magnético do eletroímã, tal como a bobina de aquecimento indutiva 340, e o cilindro 310 pode ser formado de cerâmica, uma fibra de carbono, fibra de vidro, ou outro material isolante termicamente. Por exemplo, como ilustrado na FIG. 3A, o eletroímã, tal como a bobina de aquecimento indutiva 340, pode aquecer indutivamente o parafuso 302, que, por sua vez, pode aquecer o material de moldagem disposto entre o parafuso 302 e o cilindro 310. O cilindro 310 pode isolar termicamente o material de moldagem e o parafuso 302 para reter o calor dentro do espaço definido entre o parafuso 302 e o cilindro 310.[0053] In some embodiments the
[0054] Referindo-se às FIGS. 3B e 3C, o cilindro 310 pode incluir uma camisa isolante 342 circundando uma estrutura tubular interna 343. A camisa 342 pode ser formada de cerâmica, fibra de carbono, fibra de vidro, ou outro material isolante termicamente para isolar e controlar o ambiente dentro do cilindro 310. A camisa 342 pode contatar circunferencialmente a estrutura tubular interna 343, como ilustrado na FIG. 3B, ou a camisa 342 pode estar radialmente espaçada da estrutura tubular interna 343 por uma folga de ar isolante 344 para reter mais o calor dentro do cilindro 310. Nas modalidades ilustrativas das FIGS. 3B e 3C, a estrutura tubular interna 343 pode ser formada de um material isolante termicamente para isolar o ambiente dentro do cilindro 310. Como alternativa, a estrutura tubular interna 343 pode ser formada de um material magnético, tal como aço carbono, para interagir com o campo magnético do eletroímã, tal como a bobina de aquecimento indutiva 340, e pode aquecer o material de moldagem em consonância com o parafuso 302, e a camisa 342 pode reter o calor dentro do cilindro 310.[0054] Referring to FIGS. 3B and 3C,
[0055] Referindo-se ainda às FIGS. 3A-3C, o parafuso 302 pode definir um núcleo pelo menos parcialmente oco para recebimento de uma fonte de calor única ou uma pluralidade de fontes de calor para obter perfis de calor específicos dentro do parafuso 302. Por exemplo, o parafuso 302 pode ser formado pelo menos parcialmente de um material magnético e/ou incluir um material magnético, tal como um ou mais insertos magnéticos, dentro do parafuso 302. Como ilustrado nas FIGS. 3A-3C, um ou mais insertos magnéticos 325 podem ser recebidos dentro do parafuso 302. Os ditos um ou mais insertos 325 podem interagir com o campo magnético da bobina de aquecimento indutiva 340 para aquecer internamente o parafuso 302. Os insertos 325A-325C podem ter tamanhos ou massa diferentes para prover uma geração de calor diferente ao longo do comprimento do parafuso 302.[0055] Referring further to FIGS. 3A-3C, screw 302 may define an at least partially hollow core for receiving a single heat source or a plurality of heat sources to obtain specific heat profiles within
[0056] Como ilustrado nas FIGS. 3A-3C, os insertos 325A-325C podem estar posicionados ao longo do comprimento do parafuso 302, de tal modo que o inserto maior 325A fica localizado próximo à ponta do parafuso 302, o inserto menor 325C fica localizado próximo ao bloco de tremonha 306, e o inserto médio 325B fica localizado intermediário aos outros insertos 325A, 325B. O inserto 325A localizado próximo à ponta do parafuso 302 pode ter um tamanho maior que os outros insertos magnéticos 325B, 325C, resultando na aplicação de mais calor na área de ponta do parafuso 302 para garantir que o material dentro do cilindro 310 está fundido suficientemente antes de escoar através de um bocal afixado ao cilindro 310 para uma cavidade de molde. O inserto 325C pode ser de um tamanho menor que os outros insertos magnéticos 325A, 325B, resultando na aplicação de menos calor no parafuso 302 próximo ao bloco de tremonha 306. Os insertos 325A, 325B, 325C podem interagir com o campo magnético do eletroímã, tal como a bobina de aquecimento indutiva 340, para gerar quantidades diferentes de calor ao longo do comprimento do parafuso 302, desse modo aplicando quantidades diferentes de calor no material bruto localizado entre o parafuso 302 e o cilindro 310.[0056] As illustrated in FIGS. 3A-3C, inserts 325A-325C may be positioned along the length of
[0057] O parafuso 302 pode ser formado de um material magnético, e, assim, pode interagir com o campo magnético para criar um valor de linha de base de calor para geração o material bruto, e os insertos 325A-325C podem suplementar o calor gerado pelo parafuso 302 para aquecer progressivamente o material ao longo do comprimento do parafuso 302. Os insertos 325A-325C podem variar de tamanho de acordo com as exigências de calor de uma aplicação de moldagem particular. Em algumas modalidades, o inserto 325A pode ter aproximadamente 3/8” de diâmetro, o inserto 325B pode ter aproximadamente ^” de diâmetro, e o inserto 325C pode ter aproximadamente 3/16” de diâmetro. Ao usar diferentes tamanhos de insertos 325A, 325B, 325C, um único eletroímã (tal como a bobina de aquecimento indutiva 340) pode ser posicionado ao redor do parafuso 302 e do cilindro 310. Os insertos 325A-325C podem ser formados pelo menos parcialmente de um material magnético, tal como aço carbono.[0057]
[0058] Referindo-se às FIGS. 2A-3C, o sistema de moldagem 200, 300 pode incluir um bocal de preensão 208, 308 na extremidade do cilindro 210, 310. O sistema de moldagem 200, 300 pode incluir uma ponta de parafuso 212, 312 adaptado ao bocal 208, 308 para selar o bocal 208, 308 entre os tiros. A ponta de parafuso 212, 312 pode deslocar substancialmente todo material fundido desde o bocal 208, 308 de tal modo que nenhuma massa bruta fria possa ser formada dentro do bocal 208, 308. Por exemplo, como ilustrado nas FIGS. 2B e 3A-3C, a ponta de parafuso 212, 312 pode incluir uma porção de ponta substancialmente cilíndrica para deslocamento de material de dentro de uma abertura ou orifício do bocal 208, 308, e pode incluir ainda uma porção angulada para deslocamento de material de uma superfície interior do bocal 208, 308 estendendo-se radialmente para fora do orifício. A porção angulada da ponta de parafuso 212, 312 pode incluir uma superfície cônica ou frustocônica de ataque para engate com uma superfície interior correspondente do bocal 208, 308. A porção angulada pode estender-se para fora e para trás da porção de ponta. A combinação da porção de ponta de parafuso e da porção angulada da ponta de parafuso 212, 312 pode deslocar substancialmente todo o material do bocal 208, 308. O bocal 208, 308 pode estender-se para e engatar no molde e, assim, pode perder calor através do engate com o molde. Ao deslocar substancialmente todo o material do bocal 208, 308, o qual pode estar resfriado pelo molde, a ponta de parafuso 212, 312 pode restringir a formação de uma massa bruta fria no bocal 208, 308. A porção angulada da ponta de parafuso 212, 312 pode deslocar material fundido uma distância suficiente para longe do orifício do bocal para garantir que o material de moldagem próximo à parte frontal do parafuso 208, 308 esteja a uma temperatura de fundido desejada quando o parafuso 202, 302 começar a girar e extrusar o material para o molde. Um cilindro pode ser usado na parte de trás do parafuso 202, 302 para garantir que a ponta de parafuso 212, 312 esteja assentado no bocal 208, 308 para deslocar todo material fundido da área de bocal. O interruptor de bocal 208, 308 pode permitir uma extrusão de baixa pressão, devido ao fato de que nenhuma massa bruta fria é formada, e assim, o sistema de moldagem por injeção tradicional 100 (ver a FIG. 1), uma massa bruta fria não é necessária ser desalojada do bocal antes de injetar material para o molde. A ponta de parafuso 212, 312 pode ser colocada contra o bocal 208, 308 para selar ou fechar o bocal 208, 308, a qual pode estar conectada a uma extremidade do cilindro 210, 310. O parafuso de extrusão 202, 302 pode incluir uma porção oca de tal modo que um aquecedor resistivo ou outro dispositivo de aquecimento e termopar podem ser colocados dentro do parafuso de extrusão 202, 302. Os pormenores do desenho da ponta de parafuso estão descritos em um U.S. Provisional Pedido de Patente relacionado número 62/087.449 (Número de Ref. P249081.US.01), intitulado “Interruptor de bocal para sistema de moldagem por injeção do tipo extrusar-preencher,” e no Pedido de Patente U.S. relacionado número 14/960.115, intitulado “Interruptor de bocal para sistema de moldagem por injeção”, depositado em 4 de dezembro de 2015, e no Pedido de Patente relacionado número PCT/US2015/064110, intitulado “Interruptor de bocal para sistema de moldagem por injeção”, depositado em 4 de dezembro de 2015, cujos pedidos estão incorporados neste documento como referência em suas totalidades.[0058] Referring to FIGS. 2A-3C, the
[0059] O sistema de moldagem 200, 300 pode incluir um sistema de acionamento para rotação do parafuso de extrusão 202, 302. Por exemplo, o sistema de moldagem 200, 300 pode incluir um motor de extrusão que gira o parafuso 202, 302 e pode ser controlado por corrente elétrica para o acionamento da rotação do parafuso. O motor pode acionar o parafuso 202, 302 usando uma correia ou corrente de acionamento. O sistema de moldagem 200, 300 pode incluir um motor de extrusão que está axialmente alinhado com o parafuso de extrusão 202, 302 como um acionamento direto, tornado o sistema de moldagem 200, 300 uma unidade discreta e facilitando o uso de sistemas de moldagem múltiplos 200, 300, os quais podem ser descritos como extrusoras, em uma única máquina (por exemplo, ver a FIG. 8). O sistema de moldagem 200, 300 pode incluir um cilindro que move a ponta de parafuso 212, 312 para entrar em contato com a parte interna do bocal 208, 308 ou da porta do molde. O cilindro pode mover o parafuso de extrusão 202, 302 para frente em relação ao cilindro 210, 310 para levar a ponta de parafuso 212, 312 em contato com o bocal 208, 308 de modo a fechar ou interromper o bocal 208, 308 ou pode mover o cilindro 210, 310 para trás em relação ao parafuso 202, 302 de modo a trazer o bocal 208, 308 em contato com a ponta de parafuso 212, 312 a fim de fechar ou interromper o bocal 208, 308.[0059] The
[0060] Como mostrado na FIG. 2C, o parafuso de extrusão 202 pode ter um diâmetro da raiz constante 230 ao contrário do diâmetro da raiz variável do parafuso de extrusão tradicional 102 (ver a FIG. 1). O parafuso de extrusão 202 pode usar um passo comparativamente pequeno 234 em vez do passo grande 132 do parafuso de extrusão tradicional 102, como mostrado na FIG. 1. O passo pequeno 234 pode ser concebido para ajudar a bombear o material para o molde enquanto o passo grande 132 do parafuso de extrusão tradicional 102 é mais adequado para prover a geração de calor de cisalhamento.[0060] As shown in FIG. 2C, the
[0061] Referindo-se ainda à FIG. 2C, as dimensões do parafuso, incluindo comprimento do parafuso, diâmetro da raiz do parafuso e altura de filete do parafuso 232, podem afetar o tamanho de tiro ou o tamanho ou precisão da peça. Por exemplo, uma peça grande pode ser moldada extrusando com um parafuso incluindo, por exemplo, um comprimento de parafuso longo, um diâmetro da raiz grande, ou uma altura elevada de filete de parafuso 232. Quando o diâmetro do parafuso de extrusão se torna pequeno, o volume de plástico extrusado eficientemente pode ser reduzido, mas o controle do volume extrusado pode ser mais preciso, o que ajuda a controlar que o tamanho de tiro seja consistente para cada ciclo de moldagem.[0061] Referring further to FIG. 2C, bolt dimensions, including bolt length, bolt root diameter, and 232 bolt fillet height, may affect shot size or part size or accuracy. For example, a large part can be molded by extruding with a screw including, for example, a long screw length, a large root diameter, or a high
[0062] O parafuso de extrusão 202, 302 pode ser confeccionado de bronze ou de uma liga de bronze, os quais possuem maiores capacidades de condução de calor do que o aço comumente usado no sistema de moldagem por injeção tradicional. Um parafuso de bronze pode conduzir calor para o material melhor que um parafuso de aço, e o material, tal como plástico, pode mover-se mais livremente ao longo de sua superfície, promovendo a mistura. O bronze possui um baixo coeficiente de atrito, o que pode ajudar a expandir uma eficiência de bombeamento, especialmente para moldagem de materiais grudento, tal como resina reciclada misturada/contaminada, ou resinas baseadas em amido. A eficiência de bombeamento é uma medida de um volume de material bombeado para um molde por unidade de tempo.[0062] The
[0063] Ainda com referência à FIG. 2C, o cilindro 210 pode incluir uma seção de transição 210B entre uma seção principal 210A e uma seção de entrada 210C. A seção de transição 210B pode ter um diâmetro externo menor configurado para encaixar-se no colar de cilindro 220 incluindo duas porções 220A-220B. A seção de entrada 210C pode incluir a entrada 226 acoplada à abertura 216 do bloco de tremonha 206. Referindo-se à FIG. 2A, 2B, e 2C, quando o sistema de moldagem 200 é montado, os aquecedores 214A-214C podem circundar a seção principal 210A do cilindro 210, e o colar 220 pode ser assentado na seção de transição 210B do cilindro 210. As porções 220A-220B do colar 220 podem ser posicionadas na seção de transição 210B do cilindro 210 e podem ser afixadas uma à outra, por exemplo, com fixadores rosqueados nos furos 228A-228B formados nas porções de colar 220A-220B. Quando presas em conjunto, as porções de colar 220A-220B podem resistir a rotação do colar 220 em relação ao cilindro 210, e a seção de transição recuada 210B do cilindro 210 pode impedir movimento axial do colar 220 ao longo do comprimento do cilindro 210. O colar 220 pode estar afixado ao bloco de tremonha 206 para fixar axialmente e rotativamente o bloco de tremonha 206 no cilindro 210. O colar de cilindro 220 pode ser afixado ao bloco de tremonha 206, por exemplo, usando fixadores inseridos através de furos 227A-227B formados nas porções de colar 220A-220B e rosqueado nos furos 219 formados no bloco de tremonha 206 como mostrado na FIG. 2C. O bloco de tremonha 206 pode incluir uma porção oca 217 configurada para deslizar sobre a seção de cilindro 210C. O bloco de tremonha 206 pode ser montado na seção de entrada 210C do cilindro 210 de tal modo que a abertura 216 do bloco de tremonha 206 fica alinhada com a entrada 226 da seção de entrada 210C do cilindro 210 para prover uma passagem para que material entre no cilindro 210 proveniente do bloco de tremonha 206. O parafuso 202 pode ser colocado dentro do cilindro 210 e os filetes de parafuso podem estender-se da seção de entrada 210C do cilindro 210 para a seção principal 210A do cilindro 210 de modo a facilitar o bombeamento do material da entrada 226 do cilindro 210 em direção ao bocal 208.[0063] Still referring to FIG. 2C,
[0064] A condução de calor estática pode facilitar um arranque de máquina automática para o sistema de moldagem 200, 300. A máquina de moldagem por injeção tradicional 100 requer um processo de purgação no arranque para gerar calor de cisalhamento suficiente para atingir a viscosidade do plástico antes da moldagem. Mais detalhes estão descritos no Pedido de patente relacionado U.S. número 62/087.480 (Número de Referência P249082.US.01), intitulado “Sistema de controle para moldagem por injeção do tipo extrusar-preencher,” no Pedido de Patente U.S. relacionado número 14/960.101, intitulado “Sistema de controle para moldagem por injeção”, depositado em 4 de dezembro de 2015, e no Pedido de Patente Internacional relacionado número PCT/US2015/064073, intitulado “Sistema de controle para moldagem por injeção”, depositado em 4 de dezembro de 2015, cujos pedidos estão incorporados neste documento como referência em suas totalidades.[0064] Static heat conduction can facilitate automatic machine start-up for
[0065] O material bruto, tal como o plástico, pode ser provido na forma de pelete. Os peletes pode ter aproximadamente 1/8” a 3/16” de diâmetro e comprimento, e são comuns irregularidades no tamanho e no formato. Para acomodar os peletes, os sistemas de moldagem por injeção tradicionais possuem uma tremonha com uma garganta de um determinado tamanho para aceitar os peletes, e o parafuso de extrusão pode ser dimensionado quanto ao diâmetro e o passo do parafuso para receber os peletes a partir da garganta da tremonha e puxar de modo eficiente os peletes para o cilindro de extrusão. A necessidade de aceitação dos peletes pode determinar um tamanho mínimo do parafuso e do cilindro para o sistema de moldagem por injeção tradicional 100, o que pode determinar o tamanho constante do parafuso e do cilindro por todo o sistema de moldagem por injeção tradicional 100.[0065] The raw material, such as plastic, can be provided in the form of pellets. Pellets can be approximately 1/8” to 3/16” in diameter and length, and irregularities in size and shape are common. To accommodate the pellets, traditional injection molding systems have a hopper with a throat of a certain size to accept the pellets, and the extrusion screw can be sized for the diameter and pitch of the screw to receive the pellets from the hopper throat and efficiently pull the pellets into the extrusion cylinder. The need for pellet acceptance may dictate a minimum screw and cylinder size for the traditional 100 injection molding system, which may dictate the constant screw and cylinder size throughout the traditional 100 injection molding system.
[0066] O sistema de moldagem 200, 300 pode permitir compactação dinâmica e recalque de uma pressão desejada em uma cavidade de molde. Em geral, à medida que o material fundido presente no molde começa a resfriar, ele pode contrair, resultando em uma peça com massa reduzida e/ou densidade inconsistente ou não uniforme. O sistema de moldagem 200, 300 pode monitorar um parâmetro indicativo de uma pressão na cavidade de molde via, por exemplo, um ou mais sensores associados com o molde, com o sistema de moldagem, e/ou com o sistema de preensão. Por exemplo, o sistema de moldagem 200, 300 pode receber retroalimentação em tempo real de um ou mais sensores (tal como um sensor de pressão da cavidade de molde, um sensor de contrapressão do parafuso, uma armação extensômetro, ou outro sensor) e pode determinar uma pressão em tempo real na cavidade de molde com base na saída de um ou mais sensores. Se o sistema de moldagem 200, 300 detecta uma queda de pressão na cavidade de molde, o sistema de moldagem 200, 300 pode bombear material fundido adicional para a cavidade de molde de modo a manter a pressão desejada na cavidade de molde, desse modo deslocando contração e/ou redução de massa da peça moldada para garantir uma densidade de peça mais consistente e/ou uniforme através de toda a peça moldada.[0066] The
[0067] O sistema de moldagem 200, 300 pode manter o bocal 208, 308 em uma configuração aberta durante o processo de recompactação, ou o sistema de moldagem 200, 300 pode abrir e fechar seletivamente o bocal 208, 308 durante o processo de recompactação para permitir ou restringir, respectivamente, fluxo de material fundido para a cavidade de molde. Por exemplo, o sistema de moldagem 200, 300 pode reverter as direções de rotação do parafuso 202, 302 a fim de mover o parafuso 202, 302 em uma direção axial em relação ao bocal 208, 308 e abrir e fechar seletivamente o bocal 208, 308 com a ponta de parafuso 212, 312. Quando o bocal 208, 308 está em uma configuração aberta, o parafuso 202, 302 pode ser girado seletivamente para manter uma pressão substancialmente constante na cavidade de molde. O parafuso 202, 302 pode ser girado para bombear material fundido adicional para a cavidade de molde até que seja alcançada a pressão desejada na cavidade de molde. A pressão desejada na cavidade de molde pode ser determinada pelo designer do molde ou da peça, e pode ser baseada em uma densidade de material desejada da peça moldada.[0067] The
[0068] O sistema de moldagem 200, 300 pode compactar seletivamente o molde em uma densidade de peça desejada, e depois manter essa densidade de peça durante resfriamento do material dentro da cavidade de molde devido pelo menos em parte à eliminação de uma massa bruta fria, e, desse modo, permitindo um livre escoamento de material para a extrusão sob demanda. Ao contrário, o sistema de moldagem por injeção tradicional 100 é um processo sequencial e fixo que culmina em uma garganta de injeção única, que requer um estágio de recuperação na preparação para um outro ciclo de injeção. O término do ciclo de injeção do sistema de moldagem por injeção tradicional 100 resulta na formação de uma massa bruta fria em uma abertura de bocal, desse modo impedindo a recompactação. As modificações de tamanho de tiro para o sistema de moldagem por injeção tradicional 100 requer mudanças nos ajustes de controle antes do ciclo de injeção. Ao compactar o molde em uma densidade de peça desejada, e depois manter essa densidade de peça durante o resfriamento do material dentro da cavidade de molde, a densidade da peça moldada pode ser repetida com consistência, desse modo provendo um nível mais elevado de estabilidade dimensional e resistência da peça moldada. Adicionalmente, ou como alternativa, seções de parede mais espessas que as recomendadas na geometria da peça moldada podem ser atingidas em relação à espessura de parede moldada recomendada pela indústria, resultando no aumento da resistência da peça moldada.[0068] The
[0069] Um parafuso escalonado de extrusão pode ser concebido para acelerar o fluxo de material para o molde quando são desejadas velocidades mais rápidas de enchimento. A FIG. 4A ilustra um sistema 400 de acordo com as modalidades da presente descrição. A FIG. 4B é uma vista seccional do sistema de moldagem 400 ilustrado na FIG. 4A. A FIG. 5 é uma vista em perspectiva dos componentes do sistema de moldagem 400 ilustrado na FIG. 4A antes da montagem.[0069] A stepped extrusion screw can be designed to accelerate the flow of material into the mold when faster filling speeds are desired. FIG. 4A illustrates a system 400 in accordance with the embodiments of the present description. FIG. 4B is a sectional view of the molding system 400 illustrated in FIG. 4A. FIG. 5 is a perspective view of the components of the molding system 400 illustrated in FIG. 4A before assembly.
[0070] Referindo-se às FIGS. 4A-5, o sistema de moldagem 400 pode incluir um parafuso escalonado de extrusão 402. A extremidade de entrada do parafuso escalonado de extrusão 402 pode ser de um tamanho suficiente para receber peletes proveniente da tremonha 406, e o diâmetro externo do parafuso 402 pode ser reduzido ao longo do comprimento do parafuso 402 em direção a extremidade de saída do parafuso 402, resultando em uma redução correspondente no diâmetro interno e externo do cilindro 410. O parafuso escalonado de extrusão 402 e o cilindro 410 podem possibilitar que as extremidades de saída ou quente do aparelho 400 se encaixe em áreas mais apertadas ou menores, o que pode facilitar a localização das portas na parte interna de certas peças moldadas, de modo que a superfície externa das peças pode ser totalmente decorativa, com as portas ocultas de vista na superfície interna das peças. Em outras palavras, reduzindo o diâmetro externo do parafuso 402 e o diâmetro interno e externo do cilindro 410 à medida que o material no cilindro 410 tem sua temperatura elevada para fundir o material, o diâmetro reduzido do parafuso 402 e do cilindro 410 provê uma redução no tamanho da extremidade de saída do sistema de moldagem 400 que possibilita o uso do sistema de moldagem 400 em outras áreas que do contrário seriam excessivamente pequenas.[0070] Referring to FIGS. 4A-5, the molding system 400 may include an extrusion stepped
[0071] Referindo-se ainda FIGS. 4A-5, o parafuso escalonado de extrusão 402 e o cilindro 410 podem fazer com que o material fundido avance para fora da extremidade de saída ou quente do sistema de moldagem 400, porque o material é forçado para uma área transversal menor que acelera a vazão do material. A vazão acelerada de material pode ajudar em enchimento de molde com configuração pequena e complicada, sem geometria de porta de abertura de bocal ou molde significativamente reduzida e pode reduzir a tensão induzida sobre o material e reduzir deformação da peça.[0071] Referring further to FIGS. 4A-5, the extrusion stepped
[0072] Referindo-se ainda FIGS. 4A-5, o parafuso escalonado de extrusão 402 pode ser colocado dentro do cilindro 410. O cilindro 410 pode incluir uma primeira seção 410A e uma segunda seção 410B tendo um diâmetro maior que a primeira seção 410A. Um bocal 408 pode ser acoplado a uma extremidade da primeira seção 410A para liberação de material fundido para um molde. O cilindro 410 pode incluir uma seção de extremidade 410C com uma abertura 426 para receber material bruto de um bloco de tremonha 406. O cilindro 410 pode incluir um colar de cilindro 410D que funciona como um tampão quando o bloco de tremonha 406 é montado com o cilindro 410.[0072] Referring further to FIGS. 4A-5, the stepped
[0073] O bloco de tremonha 406 pode ser acoplado à seção de extremidade 410C do cilindro 410. O bloco de tremonha 406 pode incluir uma abertura de topo 416 com uma parede lateral inclinada para um material ser alimentado no cilindro 410 através uma entrada 426 definida na seção de extremidade 410C. O bloco de tremonha 406 pode incluir uma porção cilíndrica oca 420 para deslizar sobre a seção de extremidade do cilindro 410C, e o bloco de tremonha 406 pode ser colocado contra um colar de cilindro 410D, que pode estar afixado ao bloco de tremonha 406, por exemplo, usando fixadores inseridos nos furos 419 formados no bloco de tremonha 406. O bloco de tremonha 406 pode ser resfriado circulando um fluido de resfriamento, por exemplo, circulando água, ou outros compostos de resfriamento, através dos canais 418.[0073] Hopper block 406 may be coupled to end
[0074] Como mostrado na FIG. 5, o parafuso escalonado de extrusão 502 pode ter um diâmetro da raiz constante 506, e pode incluir uma primeira seção 508A com uma primeira altura de filete 502A, e uma segunda seção 508B com uma segunda altura de filete 502B. Por exemplo, o parafuso escalonado de extrusão 502 pode incluir uma primeira seção de parafuso 508A de uma altura de filete menor 502A ao longo do comprimento do parafuso 502 onde o material bruto é aquecido e fundido. A mudança da altura de filete maior para a altura de filete menor pode aumentar o escoamento de material para o molde, de tal modo que a eficiência de bombeamento aumenta. O parafuso escalonado de extrusão 502 pode incluir uma segunda seção 508B de uma altura de filete maior 502B próxima à tremonha onde um material bruto é puxado para dentro do cilindro. A maior altura do filete 502B do parafuso pode ser suficiente na alimentação para o cilindro a partir da tremonha, de tal modo que o material é alimentado mais facilmente para o cilindro.[0074] As shown in FIG. 5, the extrusion stepped
[0075] A eficiência de bombeamento pode variar com o formato ou geometria do parafuso. Por exemplo, um parafuso 600A pode incluir um filete ou rosca com paredes laterais substancialmente verticais, e o parafuso 600A pode ser descrito como um parafuso agudo. As paredes laterais do filete do parafuso 600A podem estender-se para longe de uma raiz do parafuso 600A a um ângulo relativamente pequeno 602, como mostrado na FIG. 6A. O ângulo relativamente pequeno 602 pode tornar mais fácil alimentar o material no cilindro desde a tremonha, tal como amostras do tipo flocos. Referindo-se à FIG. 6B, um parafuso 600B pode incluir um filete ou rosca com paredes laterais menos verticais que o filete do parafuso 600A na FIG. 6A, e o parafuso 600B pode ser descrito como um parafuso menos agudo. As paredes laterais do filete do parafuso 600B podem estender-se para longe de uma raiz do parafuso 600B em um ângulo relativamente grande 604 que é maior que o ângulo 602 do parafuso 600A. O ângulo relativamente grande 604 do parafuso 600B pode prover uma boa mistura do material, incluindo material frio e quente. Um parafuso pode incluir uma primeira porção da geometria menos aguda como mostrado na FIG. 6B próxima ao bocal e uma segunda porção da geometria aguda como mostrado na FIG. 6A próxima à tremonha (não mostrado). Em algumas modalidades, filetes de parafuso posicionados próximos à tremonha podem ser mais verticais (por exemplo, mais perpendicular em relação a um diâmetro da raiz) que filetes de parafuso posicionados próximos ao bocal. Por exemplo, o parafuso de extrusão pode ter uma geometria de filete mais vertical próxima à tremonha para receber material peletizado proveniente da tremonha e puxar com eficiência os peletes para o cilindro de extrusão, uma geometria de filete angularmente mais rasa na região de transição de temperatura para misturar junto material frio e quente, e outra mudança de geometria de filete para misturar e bombear material ao longo do comprimento final do parafuso em direção ao bocal.[0075] Pumping efficiency may vary with screw shape or geometry. For example, a screw 600A may include a thread or thread with substantially vertical side walls, and screw 600A may be described as a sharp screw. Screw fillet side walls 600A can extend away from a screw root 600A at a relatively small angle 602, as shown in FIG. 6A. The relatively small angle 602 can make it easier to feed material into the cylinder from the hopper, such as flake-type samples. Referring to FIG. 6B , a
[0076] O parafuso pode incluir passos variáveis (por exemplo, múltiplos passos diferentes) ao longo de seu comprimento para prover diferentes características de bombeamento e mistura ao longo de seu comprimento. Por exemplo, dependendo da aplicação de moldagem, o parafuso pode ser concebido com um passo relativamente pequeno, um passo relativamente grande ou uma combinação de passos. A mudança no passo ao longo do comprimento do parafuso pode ser gradual, progressiva ou abrupta. Por exemplo, o passo dos filetes de parafuso pode mudar gradualmente (por exemplo, aumentar) ao longo do comprimento do parafuso da tremonha para o local. Adicionalmente, ou como alternativa, o parafuso pode incluir múltiplas seções definidas ao longo de seu comprimento, e as seções podem ter passos diferentes uma em relação à outra. Por exemplo, o parafuso de extrusão pode ter um passo de parafuso maior para receber material peletizado proveniente da tremonha e puxar com eficiência os peletes para o cilindro de extrusão, um passo de parafuso menor para misturar material quente e frio junto, e um passo de parafuso ainda menor para bombear material fundido ao longo do comprimento do parafuso em direção ao bocal. Referindo-se à FIG. 5, a primeira seção 508A do parafuso 502 pode incluir um primeiro passo entre filetes de parafuso adjacentes, e a segunda seção 508B do parafuso 502 pode incluir um segundo passo entre filetes de parafuso adjacentes que é diferente do primeiro passo. Em algumas modalidades, o segundo passo da segunda seção 508B pode ser maior que o primeiro passo da primeira seção 508A, porque a segunda seção 508B pode bombear material peletizado da tremonha em direção ao bocal e a primeira seção 508A pode bombear material fundido em direção ao bocal.[0076] The screw may include variable pitches (eg multiple different pitches) along its length to provide different pumping and mixing characteristics along its length. For example, depending on the molding application, the screw may be designed with a relatively small pitch, a relatively large pitch, or a combination of pitches. The change in pitch along the length of the screw can be gradual, progressive or abrupt. For example, the pitch of the screw threads can gradually change (eg increase) along the length of the screw from the hopper to the location. Additionally, or alternatively, the bolt may include multiple sections defined along its length, and the sections may have different pitches relative to each other. For example, the extrusion screw may have a larger screw pitch to receive pellet material from the hopper and efficiently pull the pellets into the extrusion cylinder, a smaller screw pitch to mix hot and cold material together, and a even smaller screw to pump molten material along the length of the screw towards the nozzle. Referring to FIG. 5 , the
[0077] A FIG. 7 é um fluxograma ilustrando etapas para moldagem de uma peça de acordo com as modalidades da presente descrição. O método 700 começa com a ligação de um ou mais aquecedores para fundir um material dentro do cilindro na operação 702. O molde pode ser preso aplicando-se pressão na operação 706.[0077] FIG. 7 is a flowchart illustrating steps for molding a part in accordance with the embodiments of the present description.
[0078] O método 700 pode incluir remover o suporte presente atrás do parafuso. A extrusão pode começar com a rotação inicial do parafuso de extrusão que pode fazer o parafuso mover-se axialmente em relação ao cilindro ou o movimento axial inicial cilindro em relação ao parafuso para abrir o bocal. A extrusão pode continuar com a rotação do parafuso para bombear o material fundido para um molde até que o molde seja enchido na operação 710. Durante o bombeamento do material para o molde, o parafuso de extrusão pode não ter qualquer movimento axial. Após o enchimento da cavidade de molde, pode existir um tempo de recalque para recalcar a pressão de extrusão contra o material no molde. Por exemplo, o sistema de moldagem 200, 300 pode girar o parafuso de extrusão 202, 302 para aplicar uma carga dinâmica sobre o material no molde e manter uma densidade de peça desejada. O parafuso 202, 302 pode ser movido axialmente em relação ao cilindro 210, 310 para abrir e fechar seletivamente o bocal 208, 308 de modo a permitir ou impedir, respectivamente, que material escoe para a cavidade de molde. À medida que o material no molde começa a resfriar, o sistema de moldagem 200, 300 pode abrir o bocal 208, 308 e girar o parafuso 202, 302 para recompactar o molde, desse modo compensando contração da peça à medida que o material no molde resfria. A habilidade de recompactar dinamicamente o molde é atingível, por exemplo, devido à geometria adaptada da ponta de parafuso 212, 312 e do bocal 208, 308 impedindo a criação de uma massa bruta fria e a capacidade de extrusão sob demanda do sistema de moldagem 200, 300. Ao manter uma pressão desejada sobre o material no molde, o sistema de moldagem 200, 300 pode assegurar uma densidade de peça consistente e pode eliminar defeitos comuns experimentados com o sistema de moldagem por injeção tradicional 100, tal como contração da peça e depressões superficiais.[0078]
[0079] O método 700 pode incluir adicionalmente rotação reversa do parafuso de extrusão para descomprimir o cilindro e interromper a ação não newtoniana do material na operação 714. O ciclo de descompressão reversa pode interromper desenvolvimento de pressão no cilindro. O ciclo de descompressão pode eliminar qualquer histerese, e pode reajustar o sistema de moldagem para uma exigência de torque baixo de motor em um início de extrusão. O ciclo de descompressão pode aliviar o esforço deformador em qualquer componente da armação da máquina. A ação não newtoniana do material pode fazer com que o material absorva força direta e lance-se para fora contra a parede do cilindro, o que pode aumentar a força requerida para mover o material em seu caminho pretendido. A ação não newtoniana pode ser quebrada revertendo a rotação do parafuso de extrusão, o que pode permitir extrusão contínua do material sob uma baixa pressão de injeção, o que pode ser de cerca de 3,45 a cerca de 10,34 MPa (500 psi a cerca de 1,500 psi).[0079]
[0080] O método 700 também pode incluir desprender o molde liberando a pressão na operação 718. Depois, uma peça moldada pode ser removida do molde. Para cada ciclo de moldagem, o parafuso de extrusão pode girar para mover-se para trás em relação ao cilindro ou o cilindro pode mover-se para frente em relação ao parafuso para abrir o bocal e mover o plástico para frente e preencher o molde. Depois, o parafuso pode reverter a rotação para mover-se para frente em relação ao cilindro ou o cilindro pode mover-se para trás em relação ao parafuso para fechar o bocal.[0080]
[0081] A operação de moldagem descrita acima é diferente da operação do sistema de moldagem por injeção tradicional 100 (ver a FIG. 1). O presente sistema de moldagem não inclui um estágio de extrusão de recuperação e um ciclo de injeção como o sistema de moldagem por injeção tradicional 100. Referindo-se à FIG. 1 novamente, o processo de moldagem tradicional começa com a rotação do parafuso de extrusão 102 para agitar o plástico para gerar calor de cisalhamento enquanto transfere o plástico para a extremidade frontal do parafuso 102. Durante o estágio de extrusão de recuperação, o plástico é movido para frente e o parafuso de extrusão 102 pode mover-se para trás para uma distância pré-selecionada, o que afeta o tamanho do tiro, além do diâmetro do parafuso. Um ciclo de injeção começa após o estágio de extrusão de recuperação. Uma grande força é aplicada na parte de trás do parafuso de extrusão 102 por um cilindro de injeção 138 para avançar o parafuso de extrusão 102, o que desaloja a massa bruta fria e evacua o plástico na zona de injeção 112. Operação de moldagem em baixa pressão[0081] The molding operation described above is different from the operation of the traditional injection molding system 100 (see FIG. 1). The present molding system does not include a recovery extrusion stage and an injection cycle like the traditional
[0082] O sistema de moldagem 200, 300, 400 pode operar com forças de injeção muito menores que o sistema de moldagem por injeção tradicional 100. Por exemplo, o sistema de moldagem 200, 300, 400 pode gerar a mesma pressão que a pressão na cavidade de molde ou uma pressão de injeção ligeiramente mais elevada, tal como 5-10% de elevação na pressão de injeção, que a pressão na cavidade de molde, o que pode variar entre 3,45 a 10,34 MPa (500 psi a 1,500 psi), por exemplo. Ao contrário, uma pressão de injeção de 137,90 a 206,84 MPa (20,000 e 30,000 psi) pode ser requerida para o sistema de moldagem por injeção tradicional 100 para prover a mesma pressão de 3,45 a 10,34 MPa (500 psi a 1,500 psi) à cavidade de molde. Em consequência da pressão de injeção mais baixa, a exigência total de potência para o sistema de moldagem pode ser, por exemplo, 0,5 a 3 kilowatt horas de 110 volts ou 208 volts de energia elétrica monofásica. Ao contrário, o sistema de moldagem por injeção tradicional 100 requer 6 a 12 kilowatt horas de 220 volts ou 440 volts de energia elétrica trifásica.[0082] The 200, 300, 400 molding system can operate with much lower injection forces than the traditional 100 injection molding system. For example, the 200, 300, 400 molding system can generate the same pressure as the pressure in the mold cavity or a slightly higher injection pressure, such as a 5-10% increase in injection pressure, than the pressure in the mold cavity, which can range from 3.45 to 10.34 MPa (500 psi at 1,500 psi), for example. In contrast, an injection pressure of 137.90 to 206.84 MPa (20,000 and 30,000 psi) may be required for the traditional
[0083] A baixa pressão de injeção pode reduzir a pressão de preensão requerida para o molde. Por exemplo, a pressão de preensão pode ser de aprox. 10% mais elevada que a pressão requerida na cavidade de molde. Em consequência da baixa pressão de preensão, os moldes podem ser formados de um material de baixo custo, tal como alumínio, em vez de aço para os moldes tradicionais. A pressão de injeção e de preensão pode reduzir o tamanho da máquina, o que pode reduzir os custos financeiros e operacionais da máquina. O sistema de moldagem pode ser muito menor que o sistema de moldagem por injeção tradicional 100. Adicionalmente, a extrusão sob uma pressão menor pode resultar em peças moldadas mais uniformemente com densidade consistente, o que pode reduzir o arqueamento da peça e melhorar a qualidade do produto. O sistema de moldagem pode incluir um sistema de preensão de baixa pressão para o molde, o que pode reduzir danos à ferramentaria devido à alta pressão de preensão proveniente do sistema de moldagem por injeção tradicional.[0083] Low injection pressure can reduce the grip pressure required for the mold. For example, the grip pressure can be approx. 10% higher than the pressure required in the mold cavity. As a result of the low grip pressure, the molds can be formed from a low cost material, such as aluminum, instead of steel for traditional molds. Injection and gripping pressure can reduce the size of the machine, which can reduce the financial and operating costs of the machine. The molding system can be much smaller than the traditional 100 injection molding system. Additionally, extrusion under a lower pressure can result in more uniformly molded parts with consistent density, which can reduce part warping and improve the quality of the product. product. The molding system may include a low pressure gripping system for the mold, which can reduce tooling damage due to the high grip pressure coming from the traditional injection molding system.
[0084] Em algumas modalidades, a máquina de moldagem pode incluir um sistema de preensão incluindo um acesso frontal ou mesa lançadeira (doravante “mesa lançadeira” a título de conveniência e sem a intenção de limitação). A mesa lançadeira pode ser usada em associação com uma estrutura de preensão vertical, e pode facilitar o acesso do operador a uma metade de fundo de um molde. A mesa lançadeira pode facilitar acesso do operador ao molde fora de uma área de preensão, o que pode prover vantagens quando se insere moldagem e sobremoldagem. A mesa lançadeira pode mover-se ao longo de uma direção axial da máquina de moldagem, contrastando com um movimento lateral das mesas lançadeiras dos sistemas de moldagem por injeção tradicionais. A mesa lançadeira pode prover a um operador uma quantidade de tempo aberta para inspecionar uma peça moldada, recarregar um molde com múltiplos insertos, remover uma peça ou outras funções.[0084] In some embodiments, the molding machine may include a gripping system including a front access or shuttle table (hereinafter "shuttle table" as a convenience and not intended to be limiting). The shuttle table can be used in association with a vertical gripping frame, and can facilitate operator access to a bottom half of a mold. The shuttle table can facilitate operator access to the mold outside of a gripping area, which can provide advantages when inserting molding and overmolding. The shuttle table can move along an axial direction of the molding machine, in contrast to a lateral movement of shuttle tables in traditional injection molding systems. The shuttle table can provide an operator with an open amount of time to inspect a molded part, reload a mold with multiple inserts, remove a part, or other functions.
[0085] A mesa lançadeira pode prover um ou mais vantagens sobre a mesa lançadeira lado a lado comumente usada nos sistemas de moldagem por injeção tradicionais. A mesa lançadeira lado a lado usada nos sistemas de moldagem por injeção tradicionais requer a fabricação de duas metades de molde de fundo independentes. Uma vez que o ciclo se complete e uma primeira metade de molde de fundo é preenchida, a prensa de preensão se abre e a mesa lançadeira lado a lado se move em uma direção lateral para remover a primeira metade de molde de fundo da área de preensão e tracionar uma segunda metade de molde de fundo para a área de preensão em um leito lançador comum a partir da direção lateral oposta. Este movimento lado a lado da mesa lançadeira requer que o operador (ou equipamento automatizado de posicionamento) mova-se lado-a-lado ao redor da máquina para descarregar a peça acabada e recarregar as primeira e segunda metades de molde de fundo respectivas para o próximo ciclo de injeção. Este movimento lateral é necessário devido à necessidade do sistema de moldagem por injeção tradicional de operar continuamente em um ciclo de sequência fixa para preparar material usando pressão de atrito.[0085] The shuttle table can provide one or more advantages over the side-by-side shuttle table commonly used in traditional injection molding systems. The side-by-side shuttle table used in traditional injection molding systems requires the fabrication of two independent bottom mold halves. Once the cycle is complete and a first half of bottom mold is filled, the gripping press opens and the side-by-side shuttle table moves in a lateral direction to remove the first half of bottom mold from the gripping area. and pulling a second bottom mold half to the gripping area on a common launcher bed from the opposite lateral direction. This side-by-side movement of the shuttle table requires the operator (or automated positioning equipment) to move side-by-side around the machine to unload the finished part and reload the respective first and second bottom mold halves into the next injection cycle. This lateral movement is necessary because of the need for the traditional injection molding system to operate continuously in a fixed sequence cycle to prepare material using frictional pressure.
[0086] A mesa lançadeira de acesso frontal pode permitir que um operador acesse o molde com maior facilidade, flexibilidade, segurança e/ou visibilidade. Referindo-se às FIGS. 8A e 8B, a máquina de moldagem 800 pode incluir um sistema de moldagem 801 (tal como o sistema de moldagem 200, 300, 400 ilustrado na FIGS. 2A-4B) e um sistema de preensão vertical 802. O sistema de preensão 802 pode incluir uma mesa lançadeira 803 que pode ser extraída de uma área de preensão 804 do sistema de preensão vertical 802 e pode ser reinserida de volta na área de preensão 804 ditado, por exemplo, pela necessidade e o andamento da peça que está sendo moldada (tal como moldado por inserto ou sobremoldado) e não ditado pelas exigências de processamento de material (fundição) da máquina de moldagem 800. Uma estação de trabalho do operador e as atividades do operador podem ocupar menos espaço e ser conduzida de uma maneira mais segura porque, por exemplo, o operador pode permanecer em uma estação e estabelecer interface com o molde enquanto a máquina permanece em um estado inativo. A mesa lançadeira 803 pode suportar uma única metade de molde de fundo, e, por conseguinte, pode acomodar despesas de capital reduzidas referentes a custo de ferramentaria e equipamento automatizado de posicionamento.[0086] The front access shuttle table can allow an operator to access the mold with greater ease, flexibility, safety and/or visibility. Referring to FIGS. 8A and 8B, molding
[0087] Referindo-se ainda às FIGS. 8A e 8B, a mesa lançadeira 803 pode ser acessível em uma extremidade axial do sistema de moldagem 800 e pode deslizar ao longo de uma direção axial da máquina de moldagem 800. A mesa lançadeira 803 pode ser deslizável entre uma posição retraída, onde a mesa lançadeira 803 fica substancialmente posicionada na área de preensão 804 (ver a FIG. 8A), e uma posição estendida, onde a mesa lançadeira 803 fica substancialmente removida da área de preensão 804 (ver a FIG. 8B). Quando na posição retraída, a mesa lançadeira 803 pode posicionar uma metade de molde inferior 808 na área de preensão 804 para conjugação com uma metade de molde superior 810 de modo a definir uma cavidade de molde para recebimento de material fundido proveniente do bocal 822 (tal como o bocal 208, 308, 408 nas FIGS. 2A-4B). Como ilustrado na FIG. 8A, quando na posição retraída, a mesa lançadeira 803 pode posicionar a metade de molde inferior 808 em engate com o bocal 822 do sistema de moldagem 801. Quando na posição estendida, a mesa lançadeira 803 pode remover a metade de molde inferior 808 da área de preensão 804 para prover a um operador acesso à metade de molde inferior 808. Como ilustrado na FIG. 8B, quando na posição estendida, a mesa lançadeira 803 pode separar a metade de molde inferior 808 do bocal 822 do sistema de moldagem 801. Como ilustrado nas FIGS. 8A e 8B, o bocal 822 pode ser acoplado ao cilindro 824 (tal como cilindro 210, 310, 410 nas FIGS. 2A-4B) do sistema de moldagem 801.[0087] Referring further to FIGS. 8A and 8B, shuttle table 803 is accessible at an axial end of
[0088] Referindo-se ainda FIGS. 8A e 8B, a mesa lançadeira 803 pode ser móvel ao longo de um eixo longitudinal 815 do sistema de moldagem 801, tal como o cilindro 824. A mesa lançadeira 803 pode ser acoplada de maneira deslizável a um prato de prensa substancialmente horizontal 812 da máquina de moldagem 800 para movimento ao longo do eixo longitudinal 815. A mesa lançadeira 803 pode ser montada de maneira deslizável sobre uma base de lançadeira 814, que pode estar fixamente ligada ao prato de prensa 812. A base de lançadeira 814 pode restringir a mesa lançadeira 803 de mover-se lateralmente em relação ao prato de prensa 812, e pode funcionar como um trilho para guiar a mesa lançadeira 803 ao longo do eixo longitudinal 815. O movimento da mesa lançadeira 803 pode ser controlado por um operador da máquina de moldagem 800. Por exemplo, a máquina de moldagem 800 pode incluir uma interface de controle (tal como um botão) que controla o movimento da mesa lançadeira 803. A interface controle pode permitir ao operador deslizar a mesa lançadeira 803 na área de preensão 804 para moldagem de uma peça ou para fora da área de preensão 804 para acesso à metade de molde inferior 808 e/ou à peça recebida na mesma.[0088] Referring further to FIGS. 8A and 8B, shuttle table 803 is movable along a
[0089] A mesa lançadeira 803 pode incluir uma superfície superior substancialmente plana 816 para apoiar a metade de molde inferior 808. A superfície superior 816 pode ser dimensionada para apoiar as metades de molde de diferentes tamanhos, e pode ser posicionada entre barras de ligação verticais 818 da máquina de moldagem 800. A metade de molde superior 810 pode estar ligada a um prato de prensa substancialmente horizontal 820 da máquina de moldagem 800. O prato de prensa superior 820 pode ser móvel em uma direção vertical ao longo das barras de ligação 818 para e contra o prato de prensa inferior 818 para conjugar e separar, respectivamente, as metades de molde superior e inferior 808, 810.[0089] Shuttle table 803 may include a substantially flat
[0090] Ainda com referência às FIGS. 8A e 8B, para moldar uma peça os pratos de prensa móveis 820 podem ser movidos ao longo das barras de ligação verticais 818 até que a metade de molde superior810 se engate na metade de molde inferior 808. Uma preensão de preensão suficiente pode ser aplicada às metades de molde 808, 810 para selar a interface entre as metades de molde 808, 810. Uma vez que as metades de molde 808, 810 estão suficientemente engatadas uma na outra, o sistema de moldagem 801 pode extrusar material fundido para uma cavidade de molde definida pelas metades de molde 808, 810 até que a cavidade de molde esteja preenchida. A máquina de moldagem 800 pode monitorar um parâmetro indicativo de uma pressão na cavidade de molde (tal como por um transdutor de pressão colocado dentro da cavidade de molde, um transdutor de pressão colocado dentro do cilindro do sistema de moldagem 801, um sensor de torque medindo um torque do parafuso do sistema de moldagem 801, um extensômetro medindo um esforço deformador de uma armação da máquina de moldagem 800, ou outro parâmetro indicativo de pressão), e pode extrusar material adicional para a cavidade de molde se for detectada uma perda de pressão para manter uma pressão desejada na cavidade e obter uma densidade de peça desejada. A pressão desejada pode ser determinada com base em várias características de moldagem tal como uma densidade de peça recomendada pelo designer da peça), e a pressão desejada pode incluir uma faixa de pressões aceitáveis. Após uma pressão desejada ter sido mantida na cavidade de molde por um tempo predeterminado para permitir que o material fundido na cavidade de molde resfrie suficientemente, um bocal (por exemplo o bocal 208, 308, 408 nas FIGS. 2A-4B) pode ser fechado (por exemplo, pela ponta de parafuso 212, 312 nas FIGS. 2A-3C) e os pratos de prensa superior 820 podem ser movidos em uma direção vertical ao longo das barras de ligação 818 para separar as metades de molde superior e inferior 808, 810. Durante ou após a separação das metades de molde 808, 810, a mesa lançadeira 803 pode deslizar ao longo da direção axial 815 do sistema de moldagem 801 para mover a metade de molde inferior 808 para longe da área de preensão 804 a fim de prover acesso a um operador visando inspecionar uma peça moldada remanescente na cavidade de molde da metade de molde inferior 808. A mesa lançadeira 803 pode ser deslizada ao longo de um eixo substancialmente horizontal 815 de uma posição de moldagem adjacente a uma extremidade do cilindro 824 (por exemplo os cilindros 210, 310, 410 nas FIGS. 2A-4B) para uma posição de acesso espaçada axialmente da extremidade do cilindro 824.[0090] Still referring to FIGS. 8A and 8B, to mold a part, the
[0091] O grau mais elevado de controle da força de injeção, a flexibilidade de desenho do molde, e a flexibilidade de desenho da máquina permite uma gama mais ampla de possibilidades para produção de moldagem por injeção de plástico peças discretas e peças moldadas por inserto onde componentes ou conjuntos discretos são colocados no molde de injeção e recebem plástico no processo de moldagem.[0091] The higher degree of injection force control, mold design flexibility, and machine design flexibility allows for a wider range of possibilities for producing plastic injection molding discrete parts and insert molded parts where discrete components or assemblies are placed in the injection mold and given plastic in the molding process.
[0092] Em algumas modalidades, uma única máquina de moldagem pode incluir múltiplos sistemas de moldagem ETF (tal como o sistema de moldagem 200, 300, 400 nas FIGS. 2A-4B), os quais podem preencher um molde de múltiplas cavidades (por exemplo, múltiplas cavidades similares ou diferentes) ou uma grande cavidade de molde a partir de múltiplas portas. O número de sistemas de moldagem que pode ser incluído em uma única configuração de moldagem ou máquina pode ser ilimitado. O posicionamento dos sistemas de moldagem não está limitado a um plano comum ou posição tradicional, e cada sistema de moldagem pode ser assentado, pendurado, suspenso, etc. para acomodar exigências de canalizações específicas de uma peça ou molde. Os sistemas de moldagem podem ser de tamanho e desenho de parafuso similares ou diferentes para acomodar as demandas de molde ou de material para suas respectivas saídas. Os sistemas de moldagem podem ser conectados a uma fonte de material comum, subgrupos de fonte de material ou fontes de material independentes para acomodar as demandas de molde para suas respectivas saídas. Os sistemas de moldagem podem ser controlados como um grupo comum, subgrupos, ou de modo independentemente para realizar suas respectivas funções e acomodar as demandas de molde para suas respectivas saídas. Os sistemas de moldagem podem ser coordenados como um grupo, subgrupos, ou de modo independente para sincronizar as funções da máquina controladas por um microprocessador central ou principal. Os sistemas de moldagem podem ter uma configuração de aquecimento e isolamento similar ou diferente para acomodar demandas de molde ou de material para suas respectivas saídas. Os sistemas de moldagem podem ter métodos de retroalimentação de saída e fontes similares ou diferentes para acomodar as demandas de molde para suas respectivas saídas.[0092] In some embodiments, a single molding machine may include multiple ETF molding systems (such as
[0093] A FIG. 9 é um diagrama simplificado ilustrando uma máquina de moldagem 900 incluindo sistemas de moldagem múltiplos 902 de acordo com as modalidades da presente descrição. O sistema de moldagem 900 pode incluir quatro sistemas de moldagem separados 902 (doravante “extrusoras” para os fins de conveniência e sem intenção de limitação), cada um dos quais pode incluir subconjuntos 904 (cada um dos quais pode incluir um controlador para a respectiva extrusora 902) e entradas correspondentes 906 conectadas a uma ou mais tremonhas para receber materiais a partir das tremonhas. As extrusoras 902 podem ser alimentadas por gravidade, vácuo, parafuso misturador, ou outro meio para os tubos de alimentação individuais ou entradas 906. Em algumas modalidades, as entradas 906 podem estar conectadas a uma única tremonha comum. Por exemplo, uma única tremonha pode aceitar material, tal como peletes de plástico, e pode usar uma série de tubos de alimentação ou entradas para transportar os peletes de plástico às extrusoras individuais 902 para permitir suas funções independentes dentro da máquina 900. Em algumas modalidades, as entradas 906 podem ser conectadas a uma série de tremonhas independentes, e materiais de natureza comum, mas de cores diferentes, ou materiais de natureza diferente, podem ser moldados em um ciclo de máquina comum. As peças de tamanho e tipo de material diferentes podem ser acomodadas em um ciclo comum devido a cada uma das extrusoras 902 funcionarem e serem controladas independente uma da outra. Cada extrusora 902 pode ser operada independentemente, mas coordenadas para assegurar uma moldagem eficiente como um sistema coordenado.[0093] FIG. 9 is a simplified diagram illustrating a molding machine 900 including
[0094] Referindo-se à FIG. 9, uma única máquina de moldagem 900 pode incluir múltiplas extrusoras 902 para preencher um molde com uma pluralidade de cavidades (ver, por exemplo, a FIG. 12) ou uma única cavidade (ver, por exemplo, a FIG. 13). As extrusoras 902 pode extrusar os mesmos materiais ou materiais diferentes. As extrusoras individuais 902 podem ser acopladas a um único molde tendo múltiplas portas (ver, por exemplo, a FIG. 13) para preencher a porção do molde. A combinação pode ser desejável porque, por exemplo, o material de resina nas extrusoras 902 pode ser preparado para moldagem com as extrusoras 902 em um estado estático. Cada extrusora 902 pode ser controlada independentemente. Cada extrusora 902 pode prover retroalimentação individual ao seu controlador respectivo. Cada extrusora 902 pode incluir detecção de pressão a partir de um sensor de pressão direto, de uma carga de torque sobre um motor acoplado ao sistema de injeção respectivo, de um montante de eletricidade consumida pelo motor respectivo, de um extensômetro em uma armação do sistema de moldagem, ou a partir de outros parâmetros de detecção de pressão. Cada extrusora 902 pode estar disposta como um sistema de ciclo fechado e pode ser controlada individualmente. Um microprocessador central ou principal pode processar dados recebidos das extrusoras 902 e controlar cada extrusora 902 para cessar individualmente ou coletivamente fluxo de material uma vez que é atingida uma pressão alvo. Um microprocessador central ou principal pode processar dados recebidos das extrusoras individuais 902 para ativar sequencialmente, simultaneamente ou de outro modo extrusoras individuais 902 para prover função progressiva. O sistema de moldagem por extrusão 900 pode ser um sistema de ciclo fechado que se caracteriza por um processo baseado em saída e definido por sensor que permite o uso de qualquer combinação de extrusoras 902. Os sistemas combinados podem permitir a moldagem de peças grandes com densidade de peça consistente, o que pode levar a dimensões precisas e consistentes para as peças moldadas, e pode reduzir arqueamento das peças de plástico. O sistema de moldagem 900 pode ser mais eficiente que o sistema de moldagem por injeção tradicional 100, o qual libera o plástico de um único bocal, através de múltiplas ramificações de canal de alimentação, cada ramificação provocando uma perda de pressão que requer uma força de injeção inicial muito mais elevada. A força de injeção mais elevada do sistema de moldagem por injeção tradicional 100 requer mais potência e uma máquina mais massiva com custos operacionais mais altos ao mesmo tempo que provê temperatura e viscosidade do plástico desuniforme.[0094] Referring to FIG. 9 , a single molding machine 900 can include
[0095] Referindo-se à FIG. 9, uma única máquina de moldagem 900 pode produzir peças moldadas individuais, de geometria, tipo de material ou cor similares ou diferentes a partir das duas ou mais cavidades de molde utilizando duas ou mais extrusoras operacionais independentes 902 alinhadas individualmente para cada cavidade independente dentro do molde. Cada extrusora 902 pode ser controlada independentemente. Quando usada para peças de geometria ou tipo de material comum, cada extrusora 902 pode prover retroalimentação individual ao seu controlador respectivo para garantir uniformidade em cada cavidade do molde e prover densidade de peça precisa e qualidade de produto. Quando usada para peças de geometria ou tipo de material diferentes, cada extrusora 902 pode prover retroalimentação individual ao seu controlador respectivo para garantir o atingimento de diferentes requisitos para cada cavidade de molde independente. Cada extrusora 902 pode ter detecção de pressão a partir de um sensor de pressão direto, de uma carga de torque sobre um motor acoplado ao sistema de injeção respectivo, a partir de um montante de eletricidade consumida pelo motor respectivo, ou a partir de outros parâmetros de detecção de pressão. Cada extrusora 902 pode estar disposta como um sistema de ciclo fechado para cada cavidade de molde respectiva, coletando dados de e relacionados à cavidade de molde individual, e pode ser controlada individualmente. Um microprocessador central ou principal pode processar dados recebidos dos sistemas de injeção 902, e pode cessar individualmente fluxo de material e abrir e fechar coletivamente o molde com base nos dados recebidos dos sistemas de injeção individuais 902.[0095] Referring to FIG. 9, a single molding machine 900 can produce individual molded parts of similar or different geometry, material type or color from the two or more mold cavities using two or more
[0096] A máquina de moldagem 900 pode ser um conjunto altamente eficiente, compacto e autocontido que se encaixa em uma pequena superfície de contato e permitindo que as extrusoras individuais 902 sejam usadas em estreita proximidade uma da outra. A máquina de moldagem 900 pode ser um sistema de ciclo fechado que se caracteriza por um processo definido por sensor e baseado em saída que permite o uso de qualquer combinação de extrusoras 902. As extrusoras combinadas 902 pode permitir a moldagem individual de peças com densidade de peça consistente e peso uniforme, o que pode levar a dimensões precisas e consistentes para peças moldadas individuais, mas comuns, e pode melhorar o desempenho quando usadas em operações de montagem altamente automatizadas. As extrusoras 902 podem permitir a moldagem de peças distintas com diferentes exigências de materiais, densidade e peso, o que pode ser itens discretos ou podem ser usadas em conjuntos comuns para melhorar a eficiência de operações de montagem ou reduzir os custos das peças amortizando custos de ferramentaria decorrentes de múltiplas peças diferentes. A máquina de moldagem 900 pode ser mais eficiente que o sistema de moldagem por injeção tradicional 100, o qual libera plástico a partir de um único bocal, através de múltiplas ramificações de canal, cada ramificação provocando uma perda de pressão que requer uma força de injeção inicial muito mais elevada. A elevada força de injeção do sistema de moldagem por injeção tradicional 100 requer mais potência e uma máquina mais massiva com custos operacionais mais elevados ao mesmo tempo em que provê temperatura e viscosidade desuniforme resultando em uniformidade de peça individual inconsistente.[0096] The 900 molding machine can be a highly efficient, compact, self-contained assembly that fits into a small contact surface and allowing the individual 902 extruders to be used in close proximity to each other. The molding machine 900 can be a closed-loop system that features a sensor-defined, output-based process that allows the use of any combination of 902 extruders. consistent part and uniform weight, which can lead to accurate and consistent dimensions for individual but common molded parts and can improve performance when used in highly automated assembly operations. 902 extruders can allow the molding of discrete parts with different material, density and weight requirements, which can be discrete items or can be used in common assemblies to improve the efficiency of assembly operations or reduce part costs by amortizing manufacturing costs. tooling arising from multiple different parts. The 900 molding machine can be more efficient than the traditional 100 injection molding system, which releases plastic from a single nozzle through multiple channel branches, each branch causing a pressure loss that requires injection force. much higher starting point. The high injection force of the traditional 100 injection molding system requires more power and a more massive machine with higher operating costs while providing uneven temperature and viscosity resulting in inconsistent individual part uniformity.
[0097] A máquina de moldagem 900 pode incluir uma armação incluindo pratos de prensa verticais 908A-908C e barras horizontais 910A-910D em quatro cantos de cada prato de prensa 908A-908C. Os pratos de prensa 908A-908C podem ser conectados pelas barras horizontais 910A-910D passando através dos furos nos pratos de prensa 908A-908C. Os pratos de prensa verticais 908A-908C podem ser substancialmente paralelos um ao outro e podem estar espaçados ao longo das barras horizontais 910A-910D, que podem ser substancialmente paralelas uma a outra. Um molde pode ser colocado entre os pratos de prensa 908A e 908B. A posição do prato de prensa 908B pode ser ajustável ao longo das barras 910A-910D, para acomodar um molde de um tamanho particular. A armação pode ser montada fixando as barras 910A-910D contra os pratos de prensa 908A e 908C nas duas extremidades opostas das barras 910A-910D.[0097] The molding machine 900 may include a frame including
[0098] Referindo-se à FIG. 10, uma máquina de moldagem 1000 pode incluir múltiplas extrusoras 902 acopladas a um coletor 1004. O coletor 1004 pode apoiar as extrusoras 902 uma em relação a outra e pode ser acoplado a uma tremonha 1008. A tremonha 1008 pode ser colocada no topo do coletor 1004 para facilitar a distribuição de material de moldagem (tal como peletes frios) para as extrusoras individuais 902. Cada extrusora 902 pode incluir um sistema de acionamento independente (tal como um motor) e controles independentes para operar a extrusora respectiva 902. Cada extrusora 902 pode incluir um parafuso (tal como o parafuso 202, 302, 402, 502 nas FIGS. 2A-5) posicionado rotativamente dentro de um cilindro 1012 (tal como o cilindro 210, 310, 410 nas FIGS. 2A-5). Cada extrusora 902 pode incluir um ou mais aquecedores, que podem incluir aquecedores externos 1016 (tal como os aquecedores de cinta 214 nas FIGS. 2A-2C e/ou a bobina de aquecimento indutiva 340 nas FIGS. 3A-3C) e/ou os aquecedores internos (tal como o aquecedor resistivo 225 nas FIGS. 2B e/ou os insertos 325 nas FIGS. 3A-3C). Cada extrusora 902 pode ser acoplada ao coletor 1004 através de um suporte de impulso alojado no coletor 1004. Cada extrusora 902 pode incluir um bocal com porta valvulada independente 1020 (tal como o bocal 208, 308, 408 nas FIGS. 2A-4B) para controlar o fluxo de material de resina, tal como o plástico, para uma cavidade de molde associada com os bocais 1020.[0098] Referring to FIG. 10, a
[0099] Referindo-se à FIG. 11, o material bruto (tal como peletes de plástico frios) pode ser carregado na tremonha 1008. O material bruto pode fluir através um caminho de fluxo 1024 definido no coletor 1004 da tremonha 1008 para as extrusoras individuais 902. O material bruto pode entrar nas extrusoras 902 através das portas de entrada (tal como a entrada do cilindro 226 ilustrada na FIGS. 2B e 2C). O material bruto pode ser alimentado por gravidade da tremonha 1008, através do coletor 1004, e para cada extrusora 902. O caminho de fluxo 1024 pode incluir um canal único ou garganta 1028 estendendo-se para baixo da tremonha 1008 para uma porção superior do coletor 1004. A garganta 1028 pode dividir-se em uma ou mais ramificações 1032, com cada ramificação 1032 do caminho de fluxo 1024 estando em comunicação fluídica com uma porta de entrada respectiva de uma extrusora individual 902. O caminho de fluxo 1024 pode incluir diferentes arranjos dependendo do arranjo e da orientação das extrusoras 902 em relação ao coletor 1004. As extrusoras 902 podem estar orientadas substancialmente paralelas uma a outra e substancialmente perpendiculares ao coletor 1004, como ilustrado nas FIGS. 10 e 11, ou as extrusoras 902 podem estar orientadas não paralelas uma a outra e/ou não perpendicular ao coletor 1004 dependendo da configuração de um molde associado. As extrusoras 902 podem estar dispostas em uma matriz com as extrusoras 902 formando colunas verticais e filas horizontais de extrusoras, ou as extrusoras 902 podem estar dispostas em um arranjo sem matriz dependendo da configuração de um molde associado.[0099] Referring to FIG. 11, raw material (such as cold plastic pellets) may be loaded into
[00100] As extrusoras 902 podem extrusar material para a mesma cavidade de uma metade de molde ou para diferentes cavidades de molde de uma metade de molde. Referindo-se à FIG. 12, a máquina de moldagem 1000 inclui uma metade de molde 1036 definindo múltiplas cavidades de molde 1040. Cada extrusora 902 está em comunicação fluídica com uma cavidade de molde diferente 1040 da metade de molde 1036 através de uma porta de molde 1044. Cada extrusora 902 pode receber material bruto proveniente da tremonha 1008, fundir o material bruto, e depois extrusar o material nas respectivas cavidades de molde 1040, que podem ser similares em geometria uma a outra, como ilustrado na FIG. 12 ou podem ser diferentes em geometria. Cada extrusora 902 pode incluir um controlador independente monitorando a pressão na respectiva cavidade de molde 1040, e o controlador pode cessar a extrusão da extrusora respectiva 902 uma vez que é alcançada uma pressão desejada na cavidade de molde respectiva 1040. Depois que todas as cavidades 1040 presentes na metade de molde 1036 alcançaram suas pressões desejadas, um controlador principal pode liberar uma prensa de preensão aplicada às respectivas metades de molde e pode separar as metades de molde para liberar as peças moldadas.[00100]
[00101] Referindo-se à FIG. 13, a máquina de moldagem 1000 inclui uma metade de molde 1052 definindo uma única cavidade de molde 1056. Cada extrusora 902 está em comunicação fluídica com a mesma cavidade de molde 1056 da metade de molde 1052 através de portas de molde separadas 1060. Cada extrusora 902 pode receber material bruto proveniente da tremonha 1008, fundir o material bruto, e depois extrusar o material para a mesma cavidade de molde 1056. Cada extrusora 902 pode incluir um controlador independente monitorando a pressão na área que circunda a porta de molde 1060 da extrusora respectiva 902, e o controlador pode cessar a extrusão da extrusora respectiva 902 uma vez que é alcançada uma pressão desejada na respectiva porção da cavidade de molde 1056. Depois que todas as extrusoras 902 alcançaram duas pressões desejadas, um controlador principal pode liberar uma prensa de preensão aplicada às respectivas metades de molde e pode separar as metades de molde para liberar as peças moldadas. Em algumas modalidades, um controlador principal pode controlar as extrusoras independentes 902 com base em uma ou mais pressões associadas com a cavidade de molde 1056. As extrusoras 902 podem trabalhar em conjunto para preencher a cavidade de molde 1056 e podem atingir uma densidade de peça consistente provendo maior estabilidade dimensional.[00101] Referring to FIG. 13,
[00102] A geração e condução de calor estática usado no sistema de moldagem pode ser insensível ao material ou às propriedades da resina, incluindo, mas não estando limitado ao grau, pureza, uniformidade e índice de fluxo de fundido da resina, entre outros. Por exemplo, o sistema de moldagem pode ser capaz de moldar quaisquer materiais termoplásticos, tais como plásticos reciclados pós-consumo coassociados/misturados, uma mistura de resinas com índices de fluxo de fundido diferentes. Provenientes de diferentes classificações de plástico ou famílias químicas, materiais de base biológica cada um dos quais são difíceis de moldar com o sistema de moldagem por injeção tradicional. E um exemplo adicional, uma mistura incluindo duas ou mais resinas de peletes diferentes podem ser misturados para moldar uma peça. Múltiplos plásticos podem ter características de processamento diferentes, tal como índice de fluxo de fundido, temperatura de fundição, temperatura de transição de vidro, mas a coassociação destes materiais pode não apresentar problemas relacionados ao sistema de moldagem. Os plásticos reciclados podem incluir, mas não estão limitados um polietileno (PE), polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno de baixa densidade (LDPE), polipropileno (PP), tereftalato de polietileno (PET), náilon (PA), policarbonato (PC), ácido polilático (PLA), estireno butadieno acrilonitrilo (ABS), polisulfona (PS), sulfeto de polifenileno (PPS), óxido de polifenileno (PPO), polieterimida (PEI), acrílico (PMMA), entre outros.[00102] The generation and conduction of static heat used in the molding system may be insensitive to the material or properties of the resin, including, but not limited to, the grade, purity, uniformity, and melt flow rate of the resin, among others. For example, the molding system may be capable of molding any thermoplastic materials, such as co-associated/blended post-consumer recycled plastics, a blend of resins with different melt flow rates. Coming from different plastic classifications or chemical families, bio-based materials each of which are difficult to mold with the traditional injection molding system. And as a further example, a blend including two or more resins from different pellets can be blended to form a part. Multiple plastics may have different processing characteristics, such as melt flow rate, melt temperature, glass transition temperature, but the co-association of these materials may not present problems related to the molding system. Recycled plastics may include, but are not limited to, polyethylene (PE), high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), nylon (PA), polycarbonate (PC), polylactic acid (PLA), styrene butadiene acrylonitrile (ABS), polysulfone (PS), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenylene oxide (PPO), polyetherimide (PEI), acrylic (PMMA), among others.
[00103] O sistema de moldagem pode ser capaz de moldar plásticos reforçados com cargas minerais ou teores de fibra muito mais elevados que as máquinas de moldagem por injeção tradicionais podem processar. Em geral, é difícil moldar plástico reforçado com 50% por volume de fibra de vidro ou mais pelo sistema de moldagem por injeção tradicional 100, devido a sua segurança na geração de calor de cisalhamento que está baseado em resinas que possuem 70% por volume ou mais de compostos derivados do petróleo. Usando a geração de calor estática no presente sistema de moldagem, o fundido pode não se basear em qualquer teor de resina derivada do petróleo. Por exemplo, o plástico reforçado pode conter mais que 50% por volume de fibras de vidro, fibras de celulose, agregado mineral ou fibras de carbono.[00103] The molding system may be able to mold reinforced plastics with mineral fillers or fiber contents much higher than traditional injection molding machines can process. In general, it is difficult to mold reinforced plastic with 50% by volume of fiberglass or more by the traditional
[00104] O presente sistema de moldagem pode ser menos suscetível a degradação por desgaste ao contrário do sistema de moldagem por injeção tradicional, devido à condução de calor estática. A geração de calor estática pode prover um controle preciso de temperatura, o que pode ajudar a evitar sobreaquecimento do material. O parafuso de extrusão pode ser dimensionado para variar o comprimento do parafuso e o diâmetro da raiz do parafuso para controlar os tempos de residência e evitar ou reduzir a degradação térmica.[00104] The present molding system may be less susceptible to wear degradation unlike the traditional injection molding system due to static heat conduction. Static heat generation can provide precise temperature control, which can help prevent material overheating. The extrusion screw can be sized to vary screw length and screw root diameter to control residence times and prevent or reduce thermal degradation.
[00105] O presente sistema de moldagem por injeção pode ser usado para moldagem da temperatura e pressão de resinas ou plásticos de base biológica sensíveis que são sensíveis à degradação por desgaste. As resinas de base biológica incluem materiais de celulose, resinas de amido de plantas e resinas com base em açúcar, os quais podem ser usados para produtos, tal como implantes médicos, incluindo, mas não estando limitados a parafusos ósseo, substituições ósseas, stents, entre outros. O presente sistema de moldagem também pode ser usado para moldagem por injeção de metal sensível a temperatura e pressão/cisalhamento (MIM). As matérias-primas para MIM podem ser sensíveis a temperaturas, tempos de residência, e pressão de cisalhamento, como as resinas de base biológica. O presente sistema de moldagem pode moldar polímeros com até 80% de volume de carregamento de aço inoxidável ou outros metais. O presente sistema de moldagem pode ser usado para injeção de massas alimentícias, o que pode ser extrusado em moldes aquecidos a temperaturas de cozimento para formar produtos alimentícios de formatos desejados. Os materiais de moldagem podem incluir, mas não estão limitados a termoplásticos amorfos, termoplásticos cristalinos e semicristalinos, resinas virgens, plásticos reforçados por fibra, termoplásticos reciclados, resinas recicladas industrializadas, resinas recicladas pós-consumo, resinas termoplásticas misturadas e coassociadas, resinas orgânicas, compostos alimentícios orgânicos, resinas com base em carboidratos, compostos com base em açúcar, compostos glicol gelatina/propileno, compostos com base em amido, e matérias-primas para moldagem por injeção (MIM) de metal.[00105] The present injection molding system can be used for temperature and pressure molding of sensitive bio-based resins or plastics that are sensitive to wear degradation. Bio-based resins include cellulose materials, plant starch resins and sugar-based resins, which can be used for products such as medical implants, including but not limited to bone screws, bone replacements, stents, between others. The present molding system can also be used for injection molding of temperature and pressure/shear (MIM) sensitive metal. Raw materials for MIM can be sensitive to temperatures, residence times, and shear pressure, like bio-based resins. The present molding system can mold polymers with up to 80% loading volume from stainless steel or other metals. The present molding system can be used for injection of pasta, which can be extruded in molds heated to cooking temperatures to form food products of desired shapes. Molding materials may include, but are not limited to, amorphous thermoplastics, crystalline and semi-crystalline thermoplastics, virgin resins, fiber reinforced plastics, recycled thermoplastics, industrialized recycled resins, post-consumer recycled resins, blended and co-associated thermoplastic resins, organic resins, organic food compounds, carbohydrate-based resins, sugar-based compounds, gelatin/propylene glycol compounds, starch-based compounds, and metal injection molding (MIM) raw materials.
[00106] Tendo descrito diversas modalidades, será reconhecido por aqueles que são versados na técnica que várias modificações, construções alternativas e equivalentes podem ser usadas sem se afastar do espírito da invenção. Adicionalmente, uma série de processos e elementos bem conhecidos não foram descritos a fim de evitar obscurecer desnecessariamente a presente invenção. Portanto, a descrição acima não deve ser tomada como limitativa do escopo da invenção. Todas as características descritas podem ser usadas separadamente ou em várias combinações entre si.[00106] Having described various embodiments, it will be recognized by those skilled in the art that various modifications, alternative constructions and equivalents may be used without departing from the spirit of the invention. Additionally, a number of well-known processes and elements have not been described in order to avoid unnecessarily obscuring the present invention. Therefore, the above description should not be taken as limiting the scope of the invention. All the features described can be used separately or in various combinations with each other.
[00107] Aqueles que são versados na técnica reconhecerão que a presente invenção descrita ensina por meio de exemplo e não visando limitação. Por conseguinte, a matéria contida na descrição acima ou mostrada nos desenhos anexos deve ser interpretada como ilustrativa e não em um sentido limitativo. As reivindicações a seguir destinam-se a abranger todas as características genéricas e específicas descritas neste documento, bem como todas as declarações do escopo do presente método e sistema, que, em questão de linguagem, poderia ser dito que abrangem o escopo do pedido.[00107] Those skilled in the art will recognize that the present invention described teaches by way of example and not by way of limitation. Accordingly, the matter contained in the above description or shown in the accompanying drawings should be interpreted as illustrative and not in a limiting sense. The following claims are intended to cover all generic and specific features described in this document, as well as all statements of the scope of this method and system, which, in terms of language, could be said to cover the scope of the application.
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